Kräftefrei Ph 11 Fallbeschleunigung 1 - Hulda-Pankok

Ph 11
Musteraufgaben
Gravitation - Lösung
Kräftefrei
Der Radius der Mondbahn ist etwa 60 mal so groß wie der Radius der Erdkugel.
Die Erde hat eine etwa 81 mal so große Masse wie der Mond.
An welchem Punkt der Verbindungslinie Erde-Mond wird ein Körper von beiden
Himmelskörpern mit gleich großer entgegengesetzter Kraft angezogen?
(Dies ist der sogenannte abarische Punkt.)
Ph 11
Zusatzaufgaben
Fallbeschleunigung 1
a. Beschreiben Sie zwei prinzipiell unterschiedliche Experimente zur
Bestimmung der Fallbeschleunigung g.
b. Wie nimmt die Fallbeschleunigung außerhalb der Erde mit der Entfernung
vom Erdmittelpunkt ab?
c. Berechnen Sie die Fallbeschleunigung in 300 km über dem Erdboden. [8,96
m/s2]
Ph 11
Zusatzaufgaben
Gravitationskraft zwischen Körpern auf der
Erde
a. Berechnen Sie die Gravitationskraft,
mit der sich zwei Supertanker von je
300 000 t Masse im
Schwerpunktsabstand von 100 m
gegenseitig anziehen. Wie viel Prozent
beträgt diese Gravitationskraft von der
Gewichtskraft eines Tankers? [600 N]
b.
Berechnen Sie die
Gravitationskraft zwischen zwei
Protonen, die sich gerade berühren
(mp = 1,67·10-27 kg; rp = 1,2·10-15 m).
[3,2·10-35 N]
Erdmasse
Der Mond bewegt sich mit der Umlaufzeit T = 27,3 d um die Erde. Der Radius der
als Kreis um den Erdmittelpunkt angenommenen Mondbahn ist
Mondradius:
mittlere Monddichte:
a)
Bestimmen Sie die Bahngeschwindigkeit v des Mondes sowie die
Zentripetalbeschleunigung a auf seiner Kreisbahn.
b)
Welche Kraft übt die Erde auf den Mond aus?
c)
Berechnen Sie die Masse der Erde ohne die Mondmasse zu
verwenden.
Sonnenmasse und Fallbeschleunigung auf der Sonne
a) Bestimmen Sie aus dem Bahnradius der
Erde um die Sonne (näherungsweise wird
eine Kreisbahn angenommen) und der
Umlaufdauer der Erde um die Sonne die
Masse der Sonne.
b) Bestimmen Sie die Fallbeschleunigung der
Sonne und drücken Sie diese als Vielfaches
von g aus. Der Sonnenradius darf als
bekannt angenommen werden.
Kallisto
Der Jupitermond Kallisto braucht zu einem
Umlauf um den Planeten auf einer kreisförmigen
Bahn (r = 1,88·106 km) die Zeit von 16 Tagen und
17 Stunden.
a) Berechnen Sie aus obigen Angaben die
Jupitermasse.
b) Wie groß ist die Schwerebeschleunigung an der
Jupiteroberfläche, wenn sein Durchmesser 1,43
·105 km beträgt?
c) Welches Gewicht (in N) würde ein Mann auf
der Jupiteroberfläche besitzen, wenn er auf der
Erde die Gewichtskraft 800 N erfährt?