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2Einführung

Körper bewegen sich nach dem Trägheitsgesetz (1. Newtonsches Gesetz) immer mit gleichbleibender Geschwindigkeit geradeaus, falls sie nicht von einer äußeren Kraft beschleunigt / abgelenkt werden. Auf einer Kreisbahn ändert ein Körper dauernd seine Richtung, er muss also dauernd durch eine Kraft beschleunigt werden. Man spricht auch von einer Beschleunigung, wenn sich „nur“ die Richtung der Geschwindigkeit ändert.

Zentripetalkraft

Bildquelle: Tobias Rütten, Metoc, CC BY-SA 2.5, Wikimedia

Diese Kraft nennt man Zentripetalkraft. Sie zeigt immer Richtung Mittelpunkt des Kreises. Es gilt:

FZ=mv2rF_{Z}=\frac{m v^2}{r}

mit mm = Masse des Körpers, vv = Geschwindigkeit des Körpers, rr = Radius der Kreisbahn.

Als zweites benötigen wir das Gravitationsgesetz, das die Anziehungskraft zweier Massen m1m_1 und m2m_2 beschreibt. Es gilt:

FGrav=Gm1m2r2F_{Grav}=G \cdot \frac{m_1 \cdot m_2}{r^2}

mit der Gravitationskonstante G=6,671011m3kgs2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11} \frac {m^3}{kg \cdot s^2}

und dem Abstand rr der Massenschwerpunkte.

Gravitationskraft

Bildquelle: Dennis Nilsson, CC BY 3.0, Wikimedia


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