Physik - Anziehung Zweier Massen

[z4x]

Hey hat hier jemand Ahnung von Physik - bitte nur dann antworten - und kann mir hier bei helfen/ eine Antwort geben?

Es ist ja so das jede masse eine Anziehung ausübt - z.b das man wenn man einen astronauten im nichts und einen SchlüsselBund im nichts hat (also im Vakuum mit keinem Planeten/Stern/galaxis weit und breit) sich die beiden Dinge aufeinander zubewegen.

Also wenn z.b der schlüssel 1kg und der astronauten 100kg wiegt bewegt sich der astronaut mit 1/100 Der Geschwindigkeit des schlüssel auf den Schlüssel zu (und der schlüssel natürlich auch auf den astonauten )

Soweit klar?

Nun frage ich mich, nimmt so eine Anziehung einer masse nach einer gewissen Entfernung ab bzw. Beträgt sie irgendwann gar null? Das kann ich mir irgendwie nicht vorstellen.

Es ist ja das anscheinend unser sonnnensystem zusammen mit vielen anderen um ein schwarzes loch kreist, daher zieht das schwarze loch ja trotz der großen Entfernung uns an.

Oder es ist ja auch so, das sich Galaxien aufeinander zubewegen. Daher ist dort trotz der großenEntfernung immer noch eine Anziehung.

Demnach würden wir irgendwann. Alle in einem superschwarzen loch enden, soweit die theroi des expandierenden Universums nicht zutrifft.



Aber es ist ja auch so, das Bsp. Wenn man jetzt 10km von der Erde z.b entfernt ist, existiert eine geringere " "Anziehung" (g 9,80 statt 9,81 z.b) liegt das dann daran das das magnet feld (also das was durch den drehenden erdkern erzeugt wird ) oder daran das die anziehung z.b vom m
Mond höher ist als auf der 10 km tiefer (kann man Doch über vektorrechnung berechenen?)

Kann mir da einer helfen? Und wie würde man das berechnen, das die anziehung der masse quasi abnimmt?

Was ist auserdem damit, das ein objekt an "gewicht" zunimmt wenn es sich bewegt?

 

[z4x]

Reserviert (für evtl. Zeichnungen)

 

[X-CosmicBlue]

Die Gravitationskraft nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab und ist theoretisch im Endendlichen gleich 0.

Ich verweise ungern auf Wiki, aber in diesem Fall erscheint mir das am Einfachsten, einfach, weil man hier schlecht Formel aufschreiben kann.
Was Du beschreibst, findest Du hier unter Gravitationsbeschleunigung beschrieben.
r ist der Abstand der beiden Körper voneinander.
Du kannst den Abstand noch so groß wählen, 1/r ist nie gleich Null und 1/r² ist zwar immer kleiner als 1/r aber trotzdem auch nie Null.

Hier ist es noch ein wenig netter beschrieben.
Bei beiden Links findest Du auch Angaben zur Höhe, was nichts weiter als eine größere Entfernung zwischen den beiden Körpern darstellt. Das hat also nichts mit dem Magnetfeld der Erde oder der Anziehungskraft des Mondes zu tun.

Was die Massenzunahme betrifft:
Nach der wohl bekanntesten Formel gibt es ein Masse-Energie-Äquivalent: E=mc²
Da c eine Konstante ist, nämlich die Lichtgeschwindigkeit, muß die Masse eines Körpers zunehmen, wenn man seine Energie erhöht, zB durch Kinetische Energie, also wenn der Körper sich bewegt.
Man nennt diese dann relativistische Masse im Gegensatz zur Ruhemasse.
Google hilft Dir auch hierbei: Klick.
Der entscheidende Terminus ist hierbei 1/(1-v²/c²)^1/2 oder in Worten: Eins durch Wurzel aus Klammer auf Eins minus v² durch c².
Ist die Geschwindigkeit gering gegenüber c oder gleich Null, so bekommt man als Lösung dieser Gleichung eine 1. Die Relativistische Masse ist dann gleich 1mal die Ruhemasse.
Nähert sich v nun c an, sagen wir 1/2c, dann gilt 1/(1-(1/4)) = 1/(3/4) = 4/3. Die Masse ist als um 33% angestiegen.
Darum braucht es unendlich viel Energie einen Körper mit einer Ruhemasse auf Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen (so leichte Teilchen wie Protonen werden im CERN auf über 99%c gebracht und das braucht mehr Energie also so manche Milliongroßstadt).
Photonen (also Licht) haben hingegen keine Ruhemasse, sie hören auf zu existieren, sobald sie sich nicht mehr mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen (es gibt eine Möglichkeit über Doppelbrechung und andere Spielereien, die Lichtgeschwindigkeit in einem Medium auf Schrittgeschwindigkeit zu verringern, aber es handelt sich dabei eben immernoch um Lichtgeschwindigkeit, nur eben in diesem speziellen Medium).

Somit dürften Deine Fragen beantwortet sein, oder?

 

[rabe08]

- Die Schwerkraft hat eine unendliche "Reichweite", nimmt aber mit dem Quadrat der Entfernung ab
- Das Magnetfeld der Erde hat nix damit zu tun, nur ihre Masse

Pro-Tipp: Schau Dir mal die Lagrange-Punkte an, wenn du das verstanden hast, hast du die Schwerkraft verstanden.

 

[ststoessel]

Schwierig. Zum einen habe ich gar nicht so richtig verstanden, was Du eigentlich genau wissen willst, aber fangen wir mal an:

Um es mal noch mal ganz deutlich zu sagen, die Anziehung zwischen Körpern ist die Gravitation. Sie verleiht der Materie ihre Schwere.

"Also wenn z.b der schlüssel 1kg und der astronauten 100kg wiegt bewegt sich der astronaut mit 1/100 Der Geschwindigkeit des schlüssel auf den Schlüssel zu (und der schlüssel natürlich auch auf den astonauten )
Soweit klar?"

Nein. Da stecken z.B. gleich zwei Fehler drinn. Machen wir es doch lieber mit einem Schlüssel und der Erde.
Die Erde ist das Inertialsystem und somit der Koordinatenursprung. Relativ zu diesem Inertialsystem bewegt sich der Schlüssel auf die Erde zu. Nicht Schlüssel und Erde bewegen sich gegenseitig aufeinander zu. Das ist der erste Denkfehler. Und die Fallgeschwindigkeit ist übrigens unabhängig von der Masse.

"Nun frage ich mich, nimmt so eine Anziehung einer masse nach einer gewissen Entfernung ab bzw. Beträgt sie irgendwann gar null? Das kann ich mir irgendwie nicht vorstellen."
Viele Sachen kann mans ich in der Physik nicht vorstellen, deshalb stimmen sie trotzdem.
Die Gravitation hat eine unendliche Reichweite, die Gravitatiosnkraft nimmt aber 1/r^2 ab.
Die klassische Gravitationsformel nach Newton für ein 2-Körperproblem lautet:
F=G * (m1*m2) / r^2

F isr die Gravitationskraft, G die universelle Gravitationskonstante, m1 und m2 die Punktmassen der beiden Körper und r ist der Abstand. Damit kann man schon recht viel berechnen und erklären. Bei schwarzen Löchern versagt aber diese Betrachtung.

"Es ist ja das anscheinend unser sonnnensystem zusammen mit vielen anderen um ein schwarzes loch kreist, daher zieht das schwarze loch ja trotz der großen Entfernung uns an."
Die Masse der beobachteten Materie reicht eigentlich nicht aus und eine Galaxie wie die unsere müsst eigentlich auseinanderfliegen. Dafür hat man ja das Konstrukt der dunklen Materie eingeführt.

"Demnach würden wir irgendwann. Alle in einem superschwarzen loch enden, soweit die theroi des expandierenden Universums nicht zutrifft. "
Nein.

"Aber es ist ja auch so, das Bsp. Wenn man jetzt 10km von der Erde z.b entfernt ist, existiert eine geringere " "Anziehung" (g 9,80 statt 9,81 z.b) liegt das dann daran das das magnet feld (also das was durch den drehenden erdkern erzeugt wird ) oder daran das die anziehung z.b vom m
Mond höher ist als auf der 10 km tiefer (kann man Doch über vektorrechnung berechenen?)"
Also, das Magnetfeld hat nichts mit der Gravitation zu tun, ansonsten kann ich den Aussagen hier gar nicht mehr folgen.

"Kann mir da einer helfen? Und wie würde man das berechnen, das die anziehung der masse quasi abnimmt?"
Nimm die Formel oben.

Nun gibt es noch eine weitere Betrachtung der Gravitation basierend auf der Einsteinschen allgemeinen Relativitätstheorie. Das ist aber sehr viel komplizierter und noch weniger anschaulich.

 

[Diaflolo97]

Grundsätzlich gibts da in der Astronomie eine einfache Formel, in der es um die Anziehungskräfte von Dingen auf Himmelskörper A zu Dingen auf Himmelskörper B geht, allerdings hab ich ihren Namen vergessen.

 

[X-CosmicBlue]

Nein. Da stecken z.B. gleich zwei Fehler drinn. Machen wir es doch lieber mit einem Schlüssel und der Erde.
Die Erde ist das Inertialsystem und somit der Koordinatenursprung. Relativ zu diesem Inertialsystem bewegt sich der Schlüssel auf die Erde zu. Nicht Schlüssel und Erde bewegen sich gegenseitig aufeinander zu. Das ist der erste Denkfehler. Und die Fallgeschwindigkeit ist übrigens unabhängig von der Masse.

Autsch. Wenn Du anderen schon ihre Fehler um die Ohren haust, solltest Du darauf achten, nicht im Glashaus zu sitzen.
1. Es ließe sich auch der Schlüssel als Koordinatenursprung definieren.
2. Das Inertialsystem könnte auch von einem neutralen Beobachter gebildet werden. Dann würden sich sehr wohl Schlüssel und Erde aufeinander zubewegen.
Und das ist ist in der Tat sogar absolut korrekt: Newtons berühmter Apfel fiel nicht nur auf die Erde - die Erde kam dem Apfel auch ein Stück entgegen! Auf Grunde der Massenunterschiede allerdings in einem für uns nicht messbarem Maße und damit vernachlässigbar.

Von Fallgeschwindigkeiten war auch gar keine Rede, bis Du die Erde ins Spiel gebracht hast.
Es gilt F=ma (Kraft ist gleich Masse mal Beschleunigung)
Da auf beide Körper (egal ob Schlüssel und Astronaut oder Schlüssel und Erde) die gleiche (Anziehungs)Kraft wirkt, folgt daraus, das der Schlüssel, auf Grund der geringeren Masse eine höhere Beschleunigung erfährt.
Hier stimmt der Wert 1/100 für den Astronauten (wenn man annimmt, dass der Astronaut 100mal schwerer ist). Aber erstmal eben nicht für die Geschwindigkeit, sondern für die Beschleunigung.
Die Geschwindigkeit ergibt sich dann aus v=at (Beschleunigung mal Zeit).
Da die Beschleunigung für beide Körper unterschiedlich groß ist, sind also zur selben Zeit auch die jeweiligen Geschwindigkeiten unterschiedlich groß.
Für beide Körper vergeht die gleiche Zeit, da die Beschleunigungen aber um einen Faktor 100 auseinander liegen, muß auch die Geschwindigkeit zu jedem Zeitpunkt um den Faktor 100 unterschiedlich sein.
Dies kann aber nur ein objektiver Beobachter feststellen.

Ganz einfach Sache übrigens und bei solchen Betrachtungen immer hilfreich: der gemeinsame Schwerpunkt. Das wäre dann das dritte, objektive Inertialsystem. An diesem Punkt stoßen die beiden Körper zusammen, egal, wie groß die Massen oder wie weit die Entfernung zueinander. Dieser Punkt ist in der Betrachtung von 2 Körpern unbewegt.

 

[z4x]

Okay vielen dank für die hilfreichen antworten

Ich denke Ich habe es nun soweit verstanden, es hatte mich nur an sich mal interressiert weil in der schule kam das im interroghi garnet zur sprache, welche auswirking diè entfernung hat.