Physikalische Grundlagen: Schwerkraft, Gezeiten und Kräfte verstehen

Grundlagen der Physik: Kräfte und Gezeiten

Dieses Dokument erläutert grundlegende physikalische Konzepte wie Gravitation, Gewicht, Gezeitenphänomene und verschiedene Arten von Kräften.

Gravitation und Gewicht

Die Gravitationskraft

Die Gravitationskraft ist die Kraft, die eine Beschleunigung verursacht, die ein Objekt in der Nähe eines Planeten oder Satelliten erfährt. Durch die Schwerkraft empfinden wir Gewicht. Befindet sich ein Objekt auf einem Planeten und steht nicht unter dem Einfluss anderer Kräfte, erfährt es eine Beschleunigung, die in Richtung des Planetenmittelpunkts gerichtet ist.

Gewicht

Gewicht ist eine Kraft, die auch als Schwerkraft oder Gravitation bezeichnet wird. Die Kraft, die bewirkt, dass ein Körper von der Schwerkraft angezogen wird, ist als Gewicht bekannt. Das Gewicht eines Körpers ist proportional zu seiner Masse; das heißt, je höher die Masse des Körpers, desto größer ist sein Gewicht.

Gezeitenphänomene

Springflut (Marea Viva)

Die Springflut (auch Marea Viva genannt) sind die Gezeiten, die bei Vollmond und Neumond auftreten, wenn Sonne, Mond und Erde in einer Linie stehen. Die Springflut, die während der Neumondphase auftritt, wird als „Springflut der Konjunktion“ bezeichnet, und die, die während der Vollmondphase auftritt, heißt „Springflut der Opposition“.

Nippflut (Nipptide)

Die Nippflut (oder Nipptide) tritt während der Phasen des ersten und letzten Viertels auf, wenn die Positionen von Erde, Sonne und Mond einen scheinbaren Winkel von 90 Grad bilden.

Ebbe und Flut

Flut (Hochwasser) ist der Zustand, wenn das Meerwasser innerhalb eines Gezeitenzyklus seine maximale Höhe erreicht.

Ebbe (Niedrigwasser) ist der gegenteilige Zustand, wenn die niedrigste Meeresspiegelhöhe erreicht wird.

Grundlagen der Kraft

Was ist Kraft?

Eine Kraft ist definiert als jede Handlung oder Beeinflussung, die in der Lage ist, den Bewegungszustand eines Körpers zu verändern, d.h. ihm eine Beschleunigung zu verleihen.

Kraft als Vektor

Die Wirkung einer Kraft auf einen Körper hängt von ihrer Größe und Richtung ab. Dies bedeutet, dass die Kraft ein Vektor ist.

Arten von Kräften

Kontaktkräfte

Kontaktkräfte sind bestimmte Arten von Kräften, die zwischen Objekten wirken, die sich physisch berühren (zum Beispiel: die Kraft, die ein Objekt schiebt, die Reibungskraft).

Fernkräfte

Fernkräfte sind Kräfte, deren gemeinsames Merkmal ist, dass die Objekte nicht direkt in Kontakt stehen (typische Beispiele für solche Kräfte sind die Gravitationskraft und die magnetische Kraft).

Normalkraft

Die Normalkraft ist definiert als die Kraft, die eine Oberfläche auf einen darauf liegenden Körper ausübt. Sie ist der Kraft, die der Körper auf die Oberfläche ausübt, in Größe und Richtung gleich, aber entgegengesetzt. Wenn ein Körper auf einer Oberfläche aufliegt, übt diese Oberfläche eine Kraft auf den Körper aus, deren Richtung senkrecht zur Oberfläche ist.

Reibungskraft

Die Reibungskraft ist eine Kraft, die der Bewegung oder der Tendenz zur Bewegung zwischen zwei in Kontakt stehenden Oberflächen entgegenwirkt.