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SG069 G = m·g oder das Wunder der Gravitation

Glossar

Physik für Schülerinnen und Schüler

Abb. 1:

Zeichnet man ein m-G-Diagramm (G nach oben, m nach rechts; oft wird es auch G(m)-Diagramm genannt), dann erkennt man eine Ursprungsgerade. Dort ist die Steigung ΔG/Δm = G/m konstant. Der Ortsfaktor g ist die Steigung des m-G-Diagramms.

Näheres zur Steigung ΔG/Δm findest du hier .

Bei uns (in der Nähe der Erdoberfläche) hat der Ortsfaktor ungefähr den Wert

g ≈ 10 N/kg

Dass g unabhängig vom Körper am gleichen Ort immer den gleichen Wert hat, ist sehr merkwürdig. Denn m ist eine Eigenschaft des Körpers allein; m misst seine Trägheit. Andererseits ist G die Kraft, mit der der Körper vom benachbarten Himmelskörper (also meistens der Erde) angezogen wird. G hängt offensichtlich vom Körper selbst und vom benachbarten Himmelskörper ab. Beide Größen, m und G, haben begrifflich nichts miteinander zu tun. Dennoch sind sie proportional zueinander.

Das hat Einstein zu vielen Überlegungen veranlasst. Er ging sogar noch weiter zu behaupten, dass man in einem kleinen Gebiet gar nicht unterscheiden könne, ob ein Körper beschleunigt wird (dabei würde seine Trägheit eine Rolle spielen), oder ob er von einer Gravitationskraft angezogen wird (hier spielt also sein Gewicht eine Rolle). Das hat zur Folge, dass ein frei fallender Körper keine Gewichtskraft erfährt. Das lässt sich zumindest teilweise in einem beschleunigenden Aufzug nachweisen, wenn du dich dabei auf eine Waage stellst. Beschleunigt der Aufzug nach oben, zeigt die Waage ein größeres Gewicht als gewohnt an, beschleunigt er nach unten, so zeigt die Waage ein vermindertes Gewicht an. Im Falle eines Unfalls, wenn die Aufzugskabine frei fallen würde, würde sie gar kein Gewicht anzeigen,

Solche und ähnliche Überlegungen waren für Einstein der Anlass zur Entwicklung der "Allgemeinen Relativitätstheorie".

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( Juni 2014 )