Aufgabe:
Hinweis: Die Aufgaben a) und b) sind voneinander unabhängig.
a) Die Internationale Raumstation ISS hat die Masse 4.3∙105 [kg] und umkreist die Erde (Figur 4) in der Höhe h = 4.1∙102 [km].
In dieser Höhe berechnet sich die Gewichtskraft FG eines Körpers durch FG = m∙g, wobei g = 8.7 [m/s2].
a1) Berechnen Sie die Grösse der Gewichtskraft FG der ISS und und zeichnen Sie FG in Figur 4 gut sichtbar ein, beschriftet mit FG (beachten Sie den Angriffspunkt).
a2) Welche ist die Gegenkraft F von FG? Beschreiben Sie F in Worten und zeichnen Sie F in Figur 4 ein, beschriftet mit F (beachten Sie den Angriffspunkt).
a3) Damit die ISS sich um die Erde bewegen kann, muss eine Zentripetalkraft wirken.
a31) Welche Kraft liefert die Zentripetalkraft? Begründen Sie Ihre Antwort.
a32) Wie gross ist die Zentripetalkraft (formal und numerisch)?
a4) Aus den obigen Überlegungen lässt sich die Geschwindigkeit der ISS bestimmen. Berechnen Sie die Geschwindigkeit (formal und numerisch, aber auch verbal begründen).
b) Berechnen Sie mit dem Gravitationsgesetz die Kraft, mit der die Erde einen anderen Satelliten anzieht, der die Erde in einer Höhe von 3.6∙104 [km] umkreist und die Masse 1.2 [t] hat (Figur 5).
Text erkannt:
der die
Figur 5
Masse der Erde 6.0∙1024 [kg], Erdradius 6.4∙103 [km]
Ich bitte um ausführliche Lösungswege (formal) und Resultaten (numerisch) als auch um die Kräfte als Vektor – Zeichnungen und Bezeichnungen zu den/auf den Figuren, speziell den Angriffspunkt der Kräfte deutlich vermerken.
Besten Dank dafür im Voraus und schöne Grüsse.
Problem/Ansatz:
Gravitation