Physik verstehen 4, Schulbuch

33 Gekrümmte Wege auf der Erde und im Weltall  Lernzielkontrolle 8, Seite 87 4. Wodurch entsteht die Bahn eines Satelliten? Wird ein Körper von einem Berg aus in waagrechter Richtung weggeschos- sen, fällt er wegen der Erdanziehungskraft in einer parabelförmigen Kurve zu Boden. Ab einer bestimmten hohen Geschwindigkeit schlägt der Körper aber nicht mehr auf dem Boden auf, sondern „fällt“ um die Erde herum. Er ist dann auf einer Satellitenbahn (Umlaufbahn). In jeder Sekunde möchte er sich mit hoher Geschwindigkeit durch seine Trägheit geradlinig weiterbewegen. Die Anziehungskraft lenkt ihn aber ständig ab, so dass sich ein immer gleicher Abstand zur Erde ergibt. M Die Satellitenbahn entsteht durch das Zusammenwirken der gerad- linigen und gleichförmigen Trägheitsbewegung (in Richtung Kreis- bahn-Tangente) und der gleichmäßig beschleunigten Fallbewegung in Richtung Erde. 5. Was verstehen wir unter Umlauf- und Fluchtgeschwindigkeit? Bei einer Bahngeschwindigkeit von ca. 7,9km/s bleibt ein Satellit immer im gleichen Abstand von der Erde. Wird die Geschwindigkeit erhöht, entsteht nach dem Abschalten der Triebwerke eine ellipsenförmige Umlaufbahn. Die Ellipse wird immer gestreckter, je größer die Geschwindigkeit ist. Bei 11,2km/s oder mehr reicht die Gravitation der Erde nicht mehr aus, um den Körper wieder „zurückzuholen“. Er bewegt sich nun in einer immer flacher werdenden Kurve von der Erde weg. Diese so genannte Fluchtgeschwindigkeit wird gebraucht, um Raumsonden auf den Weg zu den anderen Planeten schicken zu können. M Damit ein Satellit auf einer erdnahen Umlaufbahn bleibt, muss er eine Geschwindigkeit von 7,9km/s (= 28000km/h) haben. Die Flucht- geschwindigkeit beträgt 11,2km/s (= ca. 40000km/h), damit er die Erdumlaufbahn verlassen kann. 6. Warum erscheinen Körper in einem kreisenden Raumschiff schwerelos? Der noch immer vorhandenen Gewichtskraft wirkt eine gleich große Zentrifugalkraft entgegen. Die Kreisbewegung des Satelliten wird als „Fallen“ betrachtet. Während des Fallens kann keine Gewichtskraft festgestellt werden. Trägheits- und Fallbewegung Wurfbahn bei zunehmender Abschuss- geschwindigkeit zusammengesetzte Satellitenbewegung aus: 33.1 Überlegung zur Entstehung einer erdnahen Satellitenbahn 33.2 Raketenstart: Ein Satellit wird in eine Umlaufbahn gebracht. 33.4 Internationale Raumstation ISS (International Space Station) 33.5 Ein Telekommunikationssatellit auf seiner Umlaufbahn 33.6 Astronautentraining zur Schwere- losigkeit Zentrifugalkraft Gewichtskraft Erde 33.3 Ursachen der Schwerelosigkeit auf einer Kreisbahn Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv