Читать книгу Dimensionen des Weltalls - Hanslmeier Arnold - Страница 12
WIE SCHWER IST DIE ERDE?
ОглавлениеWie bestimmt man eigentlich die Masse der Erde? Dazu muss man die Fallbeschleunigung kennen. Beschleunigung bedeutet immer eine Geschwindigkeitsänderung. Wenn sie sich im freien Fall zur Erdoberfläche befinden, nimmt ihre Geschwindigkeit zu. Allerdings fällt man nach einigen Sekunden mit maximal etwa 200 km/h Richtung Erdoberfläche, da der Körper durch die Luft abgebremst wird. Aus der Geschwindigkeitsänderung folgt die Erdbeschleunigung g=9,81 m/s2 Die Erklärung für diese Formel ist einfach: In der ersten Sekunde fällt man mit einer Geschwindigkeit von 9,81 m/s, das bedeutet: Würde man von einem etwa 10 Meter (genauer 9,81 m) hohen Balkon springen, wäre man in etwas mehr als einer Sekunde unten angelangt. Nach einer weiteren Sekunde hat man dann schon 2 x 9,81 m/s an Geschwindigkeit und so fort.
Mithilfe des gefundenen Wertes für die Erdbeschleunigung und des Erdradius R kann man dann die Masse der Erde aus der folgenden Beziehung errechnen:
Wobei G die Gravitationskonstante ist. Falls sie die Erdbeschleunigung nicht durch Springen von hohen Balkonen (Werfen von Steinen wäre sicherer) ermitteln möchten, gäbe es noch einen anderen relativ einfachen Weg. Die Schwingungsdauer eines Pendels der Länge l ist nämlich ebenfalls von der Erdbeschleunigung abhängig:
Aus der Schwingung eines Pendels der Länge l lässt sich die Erdbeschleunigung und damit die Erdmasse ableiten.
Dabei ist die Zahl π = 3,14. Ein Pendel mit einer Länge von 10 Metern würde also eine Schwingungsdauer von etwas mehr als 6 Sekunden haben. Diese Beispiele sollen illustrieren, wie einfach man die Masse der Erde ermitteln kann.