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Aufgabe:

Berechnen Sie die Gravitationskraft auf einen Satelliten (m=500kg), der in einer Höhe von 50km über der Erdoberfläche kreist ( Erdradius r=6370km).


Problem/Ansatz:

Ich habe bereits die Formel: F=G*m1*m2÷r^2

Für G würde ich 9.81 einsetzen, für r 6370km und für m1 oder m2 500kg.

Jedoch verstehe ich nicht, was ich für das andere m einsetzen muss.

Danke schon einmal im Voraus für Hilfe!

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Vom Duplikat:

Titel: Berechnen Sie die Gravitationskraft auf einen Satelliten (m=500kg), der in einer Höhe von 50km über der …

Stichworte: gravitation,satellit

Aufgabe:

Berechnen Sie die Gravitationskraft auf einen Satelliten (m=500kg), der in einer Höhe von 50km über der Erdoberfläche kreist ( Erdradius r=6370km).


Problem/Ansatz:

Ich habe bereits die Formel: F=G*m1*m2÷r2

Für G würde ich 9.81 einsetzen, für r 6370km und für m1 oder m2 500kg.

Jedoch verstehe ich nicht, was ich für das andere m einsetzen muss.

Danke schon einmal im Voraus für Hilfe!

4 Antworten

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Beste Antwort

Aloha :)

Die Masse \(M\) der Erde und der Wert der Gravitationkonstanten \(G\) sind hier nicht gegeben. Dafür aber der Erdradius \(R=6370\,\mathrm{km}\), und die Erdbeschleunigung \(g=9,81\,\frac{m}{s^2}\) an der Erdoberfläche scheint auch bekannt zu sein. Die von dir genannte Formel gilt natürlich auch an der Erdoberfläche für eine Masse \(m\):$$F=G\,\frac{M\cdot m}{R^2}$$Allerdings gilt an der Erdoberfläche auch:$$F=m\cdot g$$Gleichsetzen beider Formeln liefert:$$G\,\frac{M\cdot m}{R^2}=F=m\cdot g\quad\implies\quad G\,\frac{M}{R^2}=g$$

Die Kraft auf den Satelliten mit \(m=500\,\mathrm{kg}\) in \(50\,\mathrm{km}\) Höhe beträgt daher:

$$F_s=G\,\frac{M\cdot m}{(R+50\,\mathrm{km})^2}=G\,\frac{M}{R^2}\cdot\frac{R^2}{(R+50\,\mathrm{km})^2}\cdot m=\frac{R^2}{(R+50\,\mathrm{km})^2}\cdot mg$$$$\phantom{F_s}=\left(\frac{R}{R+50\,\mathrm{km}}\right)^2mg=\left(\frac{6370\,\mathrm{km}}{6420\,\mathrm{km}}\right)^2\cdot500\,\mathrm{kg}\cdot9,81\,\frac{\mathrm m}{\mathrm s^2}\approx4\,829\,\mathrm N$$

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Dankeschön!! Die ausführliche Antwort hat mir super geholfen!

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Für G musst du die allgemeine (universelle) Gravitationskonstante nehmen !

https://de.wikipedia.org/wiki/Gravitationskonstante

(also nicht die Schwerebeschleunigung an der Erdoberfläche)

m1 und m2 müssen die beiden beteiligten Massen sein, also die Erdmasse und die Satellitenmasse.

r muss der Abstand zwischen Erdmittelpunkt und Satellit sein.

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Nach Internet Recherche

G = 6,672 59  * 10^(-11)
m1 = 5,96 · 10^24
m2 = 500
r = 6370000

F = G * m1 * m2 / r^2
F = 6,672 59  * 10^(-11) * 5,96 · 10^24 * 500 /
( 6370000 )^2
F = 4900.403481 N

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ein kleiner Fehler, zum Radius der Erde muss man 50km addieren.

da aber 50 km nicht sehr viel ausmachen kann man auch g verwenden mit  g=G*mE/rE^2

Danke für den Hinweis,
nicht richtig
F = 6,672 59  * 10^(-11) * 5,96 · 10^24 * 500 /
( 6370000 )^2

richtig
F = 6,67259  * 10^(-11) * 5,96 · 10^24 * 500 /
( 6410000 )^2
F = 4839.434824 N

der Erdradius ist höchstens auf 1km genau, die Höhe des Satelliten aus 1/2km  die masse auf 1/2kg. Dann gib bitte nicht die Kraft mit 10 Stellen an, von denen 5 TRMüll sind.

copy und paste waren für mich am
einfachsten und falsch ist es ja auch nicht.

Außerdem bin ich der Ansicht das Kathargo
zerstört werden sollte.

F = 4839.434824 N
----
... für mich am einfachsten und falsch ist es ja auch nicht.

Doch, der Taschenrechnermüll und damit auch das Ergebnis sind mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit falsch!

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Hallo,

G ist die Gravitationskonstante

für m2 musst du dann die Erdmasse einsetzen

beides findest du durch Anklicken direkt bei Google

für r allerdings r = 6370000 m + 50 000 m   (1km = 1000m)

Einheiten nicht vergessen

Gruß Wolfgang

Avatar von 9,1 k

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