Die Schwerkraft ist die Kraft, die Gegenständen Gewicht verleiht und sie beim Fallenlassen zu Boden fallen lässt. Zwei Hauptfaktoren, Masse und Entfernung, beeinflussen die Stärke der Gravitationskraft auf ein Objekt. Den ersten Faktor erlebt man im Alltag – massivere Gegenstände sind schwerer. Der zweite Faktor, die Entfernung, ist weniger bekannt, da es viele tausend Kilometer braucht, um die Anziehungskraft der Erde deutlich zu schwächen. Das Newtonsche Gravitationsgesetz beschreibt sehr genau, wie sich Masse und Abstand auf die Schwerkraft auswirken.
Newtons Gravitationsgesetz
Das Newtonsche Gesetz der universellen Gravitation besagt, dass die Gravitationskraft zwischen zwei Objekten proportional zur Masse beider Objekte ist, geteilt durch das Quadrat des Abstands zwischen den Objekten. Oder einfacher:
F=\frac{Gm_1m_2}{d^2}
wobei G die Gravitationskonstante von Newton ist, m1 und M2 sind die Massen und d ist der Abstand zwischen ihnen. Sie können dieses Gesetz verwenden, um herauszufinden, wie viel Schwerkraft auf einem Objekt liegt.
Masse von Objekten
Die Masse der beiden Objekte, in der obigen Gleichung als m. bezeichnet1 und M2, ist der erste Faktor, der die Schwerkraft beeinflusst, die auf jedes der Objekte einwirkt. Je größer die Massen, desto mehr Gravitationskraft übt jedes Objekt auf das andere aus. Einfach ausgedrückt: Je mehr Masse ein Objekt hat, desto mehr Schwerkraft wirkt auf dieses Objekt.
Abstand zwischen Objekten
Der zweite Faktor, der die Schwerkraft jedes Objekts beeinflusst, ist der Abstand zwischen den beiden Objekten. Je größer der Abstand, desto weniger Gravitationskraft übt jedes Objekt auf das andere aus. Dies bedeutet, dass je näher ein Objekt einem anderen ist, desto mehr Schwerkraft wirkt auf dieses Objekt.
Schwerkraft auf der Erde
Da die Erde groß und massiv ist, können Sie eine vereinfachte Version des Newtonschen Gesetzes verwenden, um die Gravitationskraft auf ein Objekt zu bestimmen. In diesem Fall ist die Kraft gleich der Masse des Objekts multipliziert mit der Gravitationsbeschleunigung an der Erdoberfläche:
F=mg
wobei g die Erdbeschleunigung ist: 9,81 Meter pro Sekunde zum Quadrat. Auf der Erde ist die Masse der einzige Faktor, der die Gravitationskraft beeinflusst. Die Schwerkraft beeinflusst ein Objekt mit einer großen Masse stärker als ein Objekt mit einer kleinen Masse.
Sie können dieselbe Formel anwenden, um die Schwerkraft zu ermitteln, die auf Objekte auf anderen Planeten und Monden wirkt, aber die Gravitationsbeschleunigung ist für jeden Planeten oder Mond unterschiedlich.