- Schwerkraftantrieb
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Unter Schwerkraft (auch: Schwere) versteht man die Kraft, die auf einen Körper in einem Schwerefeld wirkt. Sie bewirkt damit beispielsweise, dass Gegenstände zu Boden fallen. Sie setzt sich aus der durch die Gravitation bewirkten Anziehungskraft und der durch die Rotation bewirkten Zentrifugalkraft zusammen. Insbesondere die Schwerkraft auf der Erdoberfläche nennt man Erdanziehung.
Der Begriff Schwere wird oftmals auch als Synonym für die Gravitation allein verwendet, und Schwerkraft für die durch Gravitation wirkenden Kräfte, so auch im Folgenden.
Inhaltsverzeichnis
Schwere und Gewicht
Die Schwerkraft erzeugt in Verbindung mit der Dichte der Materie deren Wichte. Während mit Schwere das Grundphänomen von wechselwirkenden Massen bezeichnet wird, ist das Gewicht eine Eigenschaft, die einem konkreten Körper in einem bestimmten System zugeordnet wird und von weiteren Umgebungsbedingungen abhängt.
Nutzanwendung
Mittels Schwerkraft selbstschließendes WeidetorEine einfache und kostengünstige Anwendung der Schwerkraft erfolgt bei Schwerkraftverschlüssen oder -schließeinrichtungen, bei denen das Gewicht eines beweglichen Bauteils dazu benutzt wird den Schließvorgang herzustellen bzw. zu sichern. Eine ähnliche Nutzanwendung erfolgt bei der seit der Steinzeit bekannten Schwerkraftfalle. Weitere Anwendungsgebiete sind beispielsweise Pendeluhren. Zum Einen sorgen zwei Gewichte für den "Antrieb" - zum Anderen funktioniert das Pendelprinzip, welches für die Genauigkeit der Uhr verantwortlich ist, auch nur mit der Schwerkraft.
Die Erdanziehungskraft
Die auf einen Körper wirkende Schwerkraft als Gesamt-Gravitationswirkung der Erdmasse weniger der Zentrifugalkraft der Erdrotation ist gleich dem Produkt aus seiner Masse und der Erdbeschleunigung (= Fallbeschleunigung). Die Schwerkraft ist die Ursache der Beschleunigung, die ein frei fallender Körper über der Erdoberfläche erfährt, der außer der Schwerkraft keiner weiteren Kraft ausgesetzt ist.
Die lokale Variation der Schwerkraft und damit auch der Erdbeschleunigung entspricht der des Erdschwerefeldes. Sie ist hauptsächlich eine Folge der Zentrifugalkraft und der Abplattung der Erde und beträgt für verschiedene geografische Breiten bis zu 0,5 %. Sie hängt auf der Erdoberfläche ferner geringfügig von der Höhe über dem Meer ab.
Künstliche Schwerkraft
Im Unterschied zur oben beschriebenen natürlichen Schwerkraft gibt es seit etwa Mitte des 20. Jahrhunderts auch ernsthafte Überlegungen, künstliche Schwerkraft – z. B. für die Errichtung langfristig bewohnbarer Raumstationen – zu erzeugen. Dabei bedient man sich bei der sogenannten Bernal-Sphäre beispielsweise der Zentrifugalkraft und definiert die Innenfläche eines Zylinders als die Oberfläche des Habitats. Für derzeitige Anwendungen im Weltraum und anderswo wurden indes andere Methoden zur Erzeugung einer Anpresskraft erprobt, meistens um damit den Menschen das Gehen zu ermöglichen. So wurden beispielsweise pneumatisch gesteuerte Saugnäpfe oder schaltbare Elektromagnete als – allerdings eher mäßig geeigneter – Ersatz für die Schwerkraft bemüht. All diesen Lösungen ist gemeinsam, dass sie Energie zu ihrem Betrieb benötigen und von Störungen betroffen sein können.
Siehe auch
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