Gravitation und Satellitenbahnen sicher verstehen

Das Gravitationsgesetz erklärt Gewichtskraft, Fallbewegung, Planetenbahnen und Satelliten. Die Kraft hängt von den Massen und vom Quadrat des Abstands ab.

Auf dieser Seite übst du Gravitationsfeldstärke, Gewichtskraft, Keplersche Gesetze, Kreisbahnen, geostationäre Satelliten und Rechenaufgaben.

So löst du die Aufgaben

  1. Bestimme Massen, Abstand und das betrachtete Gravitationsfeld.
  2. Nutze F_G = G·m₁·m₂/r² oder F_G = m·g.
  3. Prüfe bei Orbits die Zentripetalkraft und die Bahngeschwindigkeit.
  4. Kontrolliere Abstand, Quadratbeziehung, Richtung und Einheit.

6. Test

Gravitation und Satellitenbahnen online üben

Test 6 zu Gravitation, Gewichtskraft und Planetenbewegung mit 5 Aufgaben und verständlichen Lösungen.

Nutze F_G = G·m₁·m₂/r², F_G = m·g und die Beziehungen für Kreisbahnen. Prüfe Abstand, Richtung und Einheiten.

5 Fragen
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Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Was besagt das zweite Keplersche Gesetz?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Der Fahrstrahl Sonne–Planet überstreicht in gleichen Zeiten gleiche Flächen.

  1. Gravitationssituation bestimmen: Ordne Massen, Abstand, Gewichtskraft, Feldstärke oder Umlaufbahn zu.
  2. Gesetz anwenden: Ein Planet bewegt sich in Sonnennähe schneller und in Sonnenferne langsamer.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Der Fahrstrahl Sonne–Planet überstreicht in gleichen Zeiten gleiche Flächen. Achte auf Abstand, Quadratbeziehung, Richtung und Einheit.

Ein Planet bewegt sich in Sonnennähe schneller und in Sonnenferne langsamer.

2. FrageMultiple Choice

Was besagt das dritte Keplersche Gesetz?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Das Quadrat der Umlaufzeit ist proportional zur dritten Potenz der großen Halbachse.

  1. Gravitationssituation bestimmen: Ordne Massen, Abstand, Gewichtskraft, Feldstärke oder Umlaufbahn zu.
  2. Gesetz anwenden: Für Körper, die denselben Zentralstern umkreisen, gilt näherungsweise T²/r³ = konstant.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Das Quadrat der Umlaufzeit ist proportional zur dritten Potenz der großen Halbachse. Achte auf Abstand, Quadratbeziehung, Richtung und Einheit.

Für Körper, die denselben Zentralstern umkreisen, gilt näherungsweise T²/r³ = konstant.

3. FrageMultiple Choice

Warum ist die Geschwindigkeit eines Planeten in Sonnennähe größer?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Weil seine Bahnbewegung nach dem zweiten Keplerschen Gesetz dort schneller sein muss.

  1. Gravitationssituation bestimmen: Ordne Massen, Abstand, Gewichtskraft, Feldstärke oder Umlaufbahn zu.
  2. Gesetz anwenden: Bei kleinerem Abstand wird in gleicher Zeit dieselbe Fläche überstrichen; dafür ist eine höhere Bahngeschwindigkeit nötig.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Weil seine Bahnbewegung nach dem zweiten Keplerschen Gesetz dort schneller sein muss. Achte auf Abstand, Quadratbeziehung, Richtung und Einheit.

Bei kleinerem Abstand wird in gleicher Zeit dieselbe Fläche überstrichen; dafür ist eine höhere Bahngeschwindigkeit nötig.

4. FrageMultiple Choice

Was bedeutet Schwerelosigkeit für Astronauten in einer Raumstation?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Sie befinden sich gemeinsam mit der Station im freien Fall und erfahren scheinbar keine Auflagekraft.

  1. Gravitationssituation bestimmen: Ordne Massen, Abstand, Gewichtskraft, Feldstärke oder Umlaufbahn zu.
  2. Gesetz anwenden: Die Gravitation ist dort nicht null; der Zustand entsteht durch die ständige Umlaufbewegung.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Sie befinden sich gemeinsam mit der Station im freien Fall und erfahren scheinbar keine Auflagekraft. Achte auf Abstand, Quadratbeziehung, Richtung und Einheit.

Die Gravitation ist dort nicht null; der Zustand entsteht durch die ständige Umlaufbewegung.

5. FrageMultiple Choice

Was ist eine geostationäre Bahn?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Eine Bahn, auf der ein Satellit über dem Äquator mit der Erdrotation synchron umläuft.

  1. Gravitationssituation bestimmen: Ordne Massen, Abstand, Gewichtskraft, Feldstärke oder Umlaufbahn zu.
  2. Gesetz anwenden: Er hat dieselbe Winkelgeschwindigkeit wie die Erde und erscheint über einem festen Punkt zu stehen.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Eine Bahn, auf der ein Satellit über dem Äquator mit der Erdrotation synchron umläuft. Achte auf Abstand, Quadratbeziehung, Richtung und Einheit.

Er hat dieselbe Winkelgeschwindigkeit wie die Erde und erscheint über einem festen Punkt zu stehen.

Gravitation FAQ

Wie berechnet man die Gewichtskraft?

Mit F_G = m·g. Die Masse bleibt gleich, während g vom Ort abhängt.

Warum fällt ein Satellit nicht auf die Erde?

Er befindet sich im freien Fall und besitzt gleichzeitig eine ausreichende seitliche Geschwindigkeit für eine Umlaufbahn.

Wie hängt die Gravitationskraft vom Abstand ab?

Sie ist umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands: F_G ∝ 1/r².