Was ist eigentlich Schwerkraft?

Eine Kugelbahn im Weltall macht keinen Spaß. Warum? Weil einfach nichts passieren würde. „Schuld“ daran ist die fehlende Schwerkraft. Aber was ist eigentlich Schwerkraft?

Massen ziehen sich gegenseitig an. Die Kraft, die daraus entsteht wird als Schwerkraft bezeichnet. Wie stark diese vorherrscht, ist von der Größe und der Entfernung der jeweiligen Massekörper abhängig.

Die Schwerkraft auf der Erde und dem Mond

Auf unserem Planeten ist die Schwerkraft eine andere als beispielsweise auf dem Mond. Die Filmaufnahmen der Mondlandung, in denen der Astronaut mit großen Sprüngen auf der Mondoberfläche rumhopst, sind wohl jedem bekannt.

Auf der Erde könnte der Astronaut nur extrem durchtrainiert solche Sprünge vollführen. Das liegt daran, dass auf der Erde die Schwerkraft stärker ist als auf dem Mond, Körper und Gegenstände also stärker in Richtung Erdmitte zieht.

Infografik Schwerkraft
Infografik Schwerkfraft, CC-BY-SA; Bildquelle: coogelbahn.de

Angenommen, der Astronaut wiegt auf der Erde mit seinem Anzug 100 Kilogramm, bringt er auf dem Mond nur noch ca. 16 Kilo auf die Waage. Da unser Körper an die Erdanziehungskraft gewöhnt ist, ist es dadurch auf dem Mond natürlich leicht, so weite Sprünge zu machen.
Würden wir auf dem Mond leben (man munkelt, manche leben sogar dahinter), und auf der Erde landen, könnten wir unsere Wege aufgrund der versechsfachung unseres gewohnten Gewichtes nur unter größter Anstrengung zurücklegen.

„Entdeckt“ und erstmals in seinem Gravitationsgesetz aufgeschrieben hat das Ganze übrigens Isaac Newton.

Das Gewicht ist wichtig – oder auch nicht

Lässt man einen Stein und ein Papierkügelchen gleichzeitig fallen, ist das Ergebnis schon vorher klar: Der Stein landet zuerst auf dem Boden. Ganz was anderes passiert, wenn der Stein und das Papierkügelchen in einer hohen Röhre sind, in der sich keine Luft befindet. Werden beide gleichzeitig losgelassen werden, landen beide zur gleichen Zeit am Boden. Warum?

Kein Luftwiderstand im Vakuum

In der Röhre befindet sich keine Luft. Luft ist zwar nicht sichtbar, sie ist aber da – und sorgt für Luftwiderstand und Reibung. Diese Reibung bremst leichte Körper mehr ab als schwere Körper, was aber im Vakuum (luftleerer Raum) keine Rolle spielt.

Die G-Kraft

Was bedeuten eigentlich diese m/s² in der Grafik? Dies ist die Einheit, mit der die Belastung bei einer Beschleunigung gemessen werden kann. Verlassen wir gedanklich den Weltraum und setzen uns in einen Rennwagen auf der Erde.

Wenn der Rennwagen steht, wirkt auf ihn eine Kraft von 1 G. Alles normal, der Rennwagen und wir als Fahrer sind der normalen Erdanziehungskraft ausgesetzt.

Geben wir jetzt aber Gas, beschleunigt der Wagen. Jeder kennt das Gefühl, dabei in den Sitz gepresst zu werden. Unser Körper im Auto bleibt aufgrund seiner Massenträgheit bei der Beschleunigung zurück, darum fühlt es sich an als würden wir in den Sitz gedrückt. In diesem Moment wirkt mehr Schwerkraft als 1 G Schwerkraft auf unseren Körper ein.
Besonders bemerkbar macht sich das bei Kurven. Formel-1-Fahrer fahren so schnell durch die Kurven, dass sich das eigene Körpergewicht um das Vierfache erhöhen kann.