Dies ist ein Artikel aus Curious Kids, einer Serie für Kinder aller Altersgruppen. The Conversation bittet junge Menschen, Fragen einzuschicken, die sie von einem Experten beantwortet haben möchten. Alle Fragen sind willkommen: Einzelheiten zur Teilnahme finden Sie am Ende des Artikels.
Wie zieht die Schwerkraft Dinge auf die Erde herunter? – Gabriel, vier Jahre, Stewartby, Großbritannien
Die Schwerkraft ist eine Kraft, das heißt, sie zieht an den Dingen. Aber die Erde ist nicht das einzige Ding, das Schwerkraft hat. Tatsächlich hat alles im Universum, ob groß oder klein, seine eigene Anziehungskraft durch die Schwerkraft – sogar du.
Isaac Newton war einer der ersten Wissenschaftler, der die Regeln für das Verhalten der Schwerkraft herausfand. Die Geschichte besagt, dass er unter einem Apfelbaum saß, als eine der Früchte herunterfiel. Als er sah, wie der Apfel zu Boden fiel, begann er sich zu fragen, warum er nicht stattdessen in den Himmel stieg.
Nach vielen Experimenten und einigen sehr klugen Überlegungen fand er heraus, dass die Schwerkraft davon abhängt, wie schwer Objekte sind, und dass die Anziehungskraft zwischen Objekten umso geringer ist, je weiter sie voneinander entfernt sind. Um zu sehen, wie die Schwerkraft in unserem Universum funktioniert, werden wir eine Reise mit einigen Zwischenstopps machen.
Zunächst gehen wir in den Park und spielen eine Runde Fußball. Wenn du den Fußball in die Luft schießt, wird er durch die Schwerkraft der Erde wieder nach unten gezogen. Aber das ist nicht das Einzige, was passiert: Die Schwerkraft des Fußballs zieht auch an der Erde. Da die Erde sehr schwer ist – viel schwerer als der Fußball – bleibt sie von der Anziehungskraft des Fußballs unbeeinflusst, während der Fußball selbst wieder zur Erde gezogen wird.
Unser nächster Halt ist der Mond, und auf unserer Reise ins All werden wir mit großer Wahrscheinlichkeit die Sonne sehen. Die Sonne ist viel, viel größer als die Erde, was bedeutet, dass ihre Anziehungskraft sehr stark ist.
Du fragst dich vielleicht, warum die Erde (und alle anderen Planeten) nicht einfach auf die Sonne fallen, so wie der Fußball auf die Erde fällt. Die Antwort ist, dass sich die Planeten alle bewegen, und das Gleichgewicht zwischen der Schwerkraft und der Geschwindigkeit ihrer Bewegung (die von ihrer Entstehung vor etwa 4,5 Milliarden Jahren herrührt) lässt sie um die Sonne kreisen.
Wenn wir auf dem Mond ankommen, wirst du sehen, dass die Anziehungskraft nicht überall gleich ist. Sie hängt damit zusammen, wie schwer – oder wie massiv – ein Objekt ist. Wenn du auf dem Mond springst, kannst du viel höher springen als auf der Erde. Das liegt daran, dass die Erde größer ist als der Mond, so dass die Kraft zwischen Ihnen und der Erde – die wir als Gewicht bezeichnen – größer ist als die Kraft zwischen Ihnen und dem Mond. Auf dem Mond scheinst du weniger zu wiegen als auf der Erde, also kannst du höher springen.
Unser letzter Halt ist das Meer. Du sitzt am Strand und siehst, wie das Meer immer näher an dich herankommt – das ist die einlaufende Flut. Nach einiger Zeit scheint sich das Meer weiter zu entfernen – jetzt geht die Flut zurück. Aber das Meer bewegt sich nicht wirklich hinein und hinaus – es bewegt sich auf und ab. Wenn der Meeresspiegel steigt, kommt das Wasser näher an dich heran, weil der Strand, an dem du sitzt, vom Meer weg nach oben abfällt. Und wenn der Meeresspiegel sinkt, entfernt sich das Wasser immer weiter von dir.
Das ist auch eine Auswirkung der Schwerkraft, und zwar weil der Mond der Erde nahe ist. Im Gegensatz zum Fußball ist der Mond schwer genug, um einen Effekt zu haben – nur einen kleinen, denn die Erde ist immer noch viel schwerer – aber es ist genug, dass wir ihn bemerken, wenn wir die Gezeiten beobachten. Wenn der Wasserspiegel steigt, wird er in Richtung Mond gezogen, und die Flut kommt herein. Dann geht die Flut zurück, und der Wasserstand sinkt, während der Mond um die Erde rotiert.
Eine interessante Frage ist, warum wir keine enormen Gezeiten haben, die durch die Anziehungskraft der Sonne auf die Erde verursacht werden. Wir wissen, dass die Sonne viel größer ist als der Mond – also müsste sie doch in der Lage sein, Wasser zu sich zu ziehen? Das tut sie in der Tat – aber viel weniger als der Mond. Das liegt daran, dass die Sonne zwar viel größer ist als der Mond, aber viel weiter weg – und die Anziehungskraft wird schwächer, je größer der Abstand zwischen den Objekten ist.
Wenn du also das nächste Mal im Park einen Fußball herumkickst, wirst du wissen, wie die Schwerkraft den Fußball wieder auf die Erde bringt.
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Dieser Artikel wurde aktualisiert, um die Wirkung der Schwerkraft zwischen der Erde, dem Mond und dem Fußball sowie die Bewegung der Planeten besser zu beschreiben.