PHYSIK → Klasse 11 & 12 → Keplerschen GEsetze
Einstieg
- Welche Vorgänge sind hier zu Beobachten und welche Ursache haben sie?
- Der folgende Graph zeigt einige Überlegungen von Aristoteles (ca.350v.Chr.) zur Ursache von Bewegungen. Beschreibe seine Vorstellungen.
- Aristoteles vertrat mit seiner Vorstellung "Der natürliche Ort aller schweren Körper sei die Erde" das geozentrische Weltbild. Im 16. Jahrhundert arbeitete Nikolaus Kopernikus das heliozentrische Weltbild aus. Damit konnte jedoch noch nicht die Planetenbewegung erklärt werden. Einen ersten Ansatz dafür lieferten die im 17. Jahrundert aufgestellten Keplerschen Gesetze.
- Welche Vorgänge sind hier zu Beobachten und welche Ursache haben sie?
- Der folgende Graph zeigt einige Überlegungen von Aristoteles (ca.350v.Chr.) zur Ursache von Bewegungen. Beschreibe seine Vorstellungen.
- Aristoteles vertrat mit seiner Vorstellung "Der natürliche Ort aller schweren Körper sei die Erde" das geozentrische Weltbild. Im 16. Jahrhundert arbeitete Nikolaus Kopernikus das heliozentrische Weltbild aus. Damit konnte jedoch noch nicht die Planetenbewegung erklärt werden. Einen ersten Ansatz dafür lieferten die im 17. Jahrundert aufgestellten Keplerschen Gesetze.
Aufgaben
- Recherchiere die Länge der großen Halbachse \(a\) und die Umlaufzeit \(T\) der Planetenbahnen von Erde, Merkur und Jupiter. Berechne anschließend die Konstante aus dem dritten Keplerschen Gesetz, inklusive Mittelwert und Abweichung.
- Die Simulation zeigt, wie die Planetenbahnen im Sonnensystem aussehen. Was fällt dir auf?
- Die erdnahste Entfernung des Mondes beträgt 363300km und die erdfernste Entfernung 405500km. Berechne mithilfe des zweiten Keplerschen Gesetzes das Verhältnis der beiden Geschwindigkeiten in diesen Punkten. Hinweis: Die Überstrichenen Flächen können annähernd als Dreiecksflächen betrachtet werden und die Geschwindigkeit in genügend kleinen Zeitintervallen als annähernd konstant.
- Jeff Bezos will als erster Mensch auf der Sonne landen. Die Sonne ist 0.0000165 Lichtjahre von der Erde entfernt. Brechne die Geschwindigkeit die seine Rakete haben muss, damit er innerhalb von einem halben Jahr auf direktem Wege zur Sonne gelangt in \(km/h\).
- Recherchiere die Länge der großen Halbachse \(a\) und die Umlaufzeit \(T\) der Planetenbahnen von Erde, Merkur und Jupiter. Berechne anschließend die Konstante aus dem dritten Keplerschen Gesetz, inklusive Mittelwert und Abweichung.
- Die Simulation zeigt, wie die Planetenbahnen im Sonnensystem aussehen. Was fällt dir auf?
- Die erdnahste Entfernung des Mondes beträgt 363300km und die erdfernste Entfernung 405500km. Berechne mithilfe des zweiten Keplerschen Gesetzes das Verhältnis der beiden Geschwindigkeiten in diesen Punkten. Hinweis: Die Überstrichenen Flächen können annähernd als Dreiecksflächen betrachtet werden und die Geschwindigkeit in genügend kleinen Zeitintervallen als annähernd konstant.
- Jeff Bezos will als erster Mensch auf der Sonne landen. Die Sonne ist 0.0000165 Lichtjahre von der Erde entfernt. Brechne die Geschwindigkeit die seine Rakete haben muss, damit er innerhalb von einem halben Jahr auf direktem Wege zur Sonne gelangt in \(km/h\).