Diskussion:Gravitationsfeld

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Dieser Artikel wurde im Januar 2014 in der Qualitätssicherung der Redaktion Physik diskutiert. Du findest die Diskussion im Archiv der Qualitätssicherungsseite. Anmerkung: Es handelt sich um eine umfassende Diskussion zur Begriffs- und Artikel-Strukturierung im Bereich Gravitation/Schwerefeld/Fallbeschleunigung etc., bei der es auch um diesen Artikel ging.

Anschauung

Hier (oder in Potential (Physik) ?) sollte vorkommen, was en:Gravity well anschaulich macht. --Rainald62 (Diskussion) 14:27, 13. Mär. 2015 (CET)

punktförmige Masse

In Abständen, die um Größenordnungen größer als die Ausdehnung der Masse sind, kann jede Masse annähernd als punktförmig betrachtet werden.

ich finde diese Formulierung irritierend: ist es nicht so, dass das ("kann jede Masse als punktförmig betrachtet werden") auch für jede homogene Kugel gilt (solange Abstand d > r Radius), womit man ja üblicher Weise (idealisiert) rechnet? Ra-raisch (Diskussion) 20:21, 25. Apr. 2016 (CEST)

Ich sehe da keinen Widerspruch. Bei größeren Abständen spielt die Form eben keine Rolle, bei kleineren Abständen aber kugelsymmetrischen Verteilungen geht es auch. Zwei verschiedene Fälle. --mfb (Diskussion) 00:36, 26. Apr. 2016 (CEST)

die Version seit April ist super Ra-raisch (Diskussion) 23:10, 26. Dez. 2016 (CET)

„Multipliziert man das Potential mit der Masse eines Körpers …“

Wenn ich überschlägig und nach der „Kochanleitung potentielle Energie“, so der Übung halber, die Sonnenmasse, ein paar Tonnen für einen Gesteinsbrocken und 4 Lichtjahre Distanz eintrage, dann erhalte ich eine hübsche Zahl. Diese sollte doch eigentlich nicht nur potentielle Energie abbilden sondern auch die kinetische, wenn das „Steinchen“ im freien Fall hier ankommt. Nur meint dann „der alte Newton“, es wäre ein Schneckchen unterwegs: 2⋅10³⁰ Kilogramm und 10 000 Tonnen liefern danach ungefähr 17,6GJ, was an altbekannter Stelle gerade mal für knapp 60m/s ausreicht. Vielleicht sollte ich ja erst einmal ausschlafen. Aber vielleicht wäre hier etwas Feinarbeit am Artikel angebracht?

Wahrscheinlich solltest Du die Differenz der potenziellen Energien in 4 Lj bzw. 1,5 Lichtsekunden (Sonnenradius) Entfernung ausrechnen, um die Auftreffgeschwindigkeit zu erhalten. Meinst Du wirklich, das liegt am Artikel? (Und signiere doch bitte mithilfe des kursiven K in der Befehlsleiste.) --Bleckneuhaus (Diskussion) 00:23, 22. Mai 2018 (CEST)

Na denn liefern die knapp 3 EJ ungefähr 768 km/s bzw. 2,7 Gm/h oder 2,56⋅10⁻³ c. Klingt schon plausibler. Aber: da Du so schnell auf die richtige Fährte gekommen bist: der Ansatz, die (an der Stelle des Artikels) lediglich kinetische Energie genannte Größe so zu behandeln, scheint doch nicht so weit hergeholt zu sein. Oder? BTW: ein „kursives K“ sehe ich hier nicht. Was vermutlich den selben Grund hat, der mich weitgehend von Belästigungen verschiedenster Art „aus dem Web“ frei hält. --84.166.36.143 19:41, 26. Mai 2018 (CEST)

Fallbeschleunigung / Gravitationsbeschleunigung

Im Satz: ...für jeden Ort ... Fallbeschleunigung.... sollte durch:

...für jeden Ort auf der Erde ... Fallbeschleunigung....

ergänzt werden, denn ein fallender Körper hat immer einem Bezugspunkt. (nicht signierter Beitrag von 93.200.134.80 (Diskussion) 12. Dezember 2018, 21:27:35 Uhr)

Es wird nicht vorausgesetzt, dass es um einen Ort auf der Erde geht. --Digamma (Diskussion) 21:35, 12. Dez. 2018 (CET)

Ein fallender Körper misst seine Geschwindigkeit relativ zu einem Bezugspunkt. Aber was das mit "Ort auf der Erde" zu tun haben soll, dass verstehe ich nicht... Kein Einstein (Diskussion) 22:32, 12. Dez. 2018 (CET)

Mir scheint, mit Bezugspunkt meint IP, wohin der Körper fällt.--Bleckneuhaus (Diskussion) 22:40, 12. Dez. 2018 (CET)

Gravitationsfeldstärke vs. Gravitationsbeschleunigung

Ich weiß nicht, ob dies der richtige Ort ist, um die Frage zu diskutieren (auch Schwerefeld, Grundgleichung der Mechanik, ... wären denkbar), aber für irgendeine Diskussion musste ich mich halt entscheiden. Mir fehlt irgendwo folgender Abschnitt:

Rein semantisch unterscheiden sich die Bezeichnungen. Die Gravitationsfeldstärke scheint über die Ursache einer Bewegung zu sprechen, also eine statische Größe, während die Gravitationsbeschleunigung die Wirkung auf die Bewegung beschreibt, also eine kinematische Größe. Im freien Fall gibt es wegen der Beziehnung ${\vec {a}}={\vec {g}}$ keinen physikalischen Grund für diese Unterscheidung, weshalb die Bezeichnungen synonym verwendet werden. Lediglich didaktische Erwägungen sprechen dafür, den einen oder den anderen Gesichtspunkt besonders hervorzuheben und dann die beiden Aspekte begrifflich zu unterscheiden.

Ich habe dafür keine Quelle und halte die Aussage für Common Sense. Gegen den Vorwurf der TF könnte ich mich aber vermutlich nicht wehren. Dennoch fände ich einen entsprechenden Abschnitt für Leser durchaus hilfreich. Wie steht Ihr dazu? An welcher Stelle würde er am besten passen? --Pyrrhocorax (Diskussion) 07:45, 7. Feb. 2025 (CET)

Dieses Problem stellt sich an vielen Stellen und ist auch nach meiner Kenntnis nirgends vernünftig (oder überhaupt) behandelt. Mir war es bei der Gleichsetzung eines Produktes von "Masse" und "Beschleunigung" mit "Kraft" begegnet. Aber es fängt schon vorher an, zB bei Geschwindigkeit: wie soll man den eine Strecke durch eine Zeit "teilen". Wenn man 3 Äpfel unter 5 Kindern teilt, dann teilt man doch nicht durch 5 Kinder, sondern durch 5. Soweit ich weiß, haben sich noch Newtons Zeitgenossen nicht vorstellen können, Quotienten aus nicht artgleichen Größen zu bilden, Produkte wahrscheinlich auch nicht. Deshalb ist in den Originaltexten alles durch Proportionen artgleicher Größen ausgedrückt. (Siehe zB die entsprechende Anmerkung im Artikel zur famosen "Newtonschen" Gravitationskonstante.) Manche unserer heutigen Zeitgenossen weigern sich deshalb immer noch, gleichförmige Bewegung dadurch zu beschreiben, dass der Weg proportional zur Zeit ist. -Fazit: Viel Erfolg bei der Suche nach dem Umbruch! (Ein früher Schritt war vielleich der von Jacob Hermann, siehe Newtonsche Gesetze. Ein wichtiger späterer Schritt hin zum aktuellen Dimensions-System wurde wohl mit der entstehenden Elektrodynamik getan, so gegen 1830, Gauß und Weber.) --Bleckneuhaus (Diskussion) 16:03, 7. Feb. 2025 (CET)

Mit solch einer philosophischen Antwort hatte ich gar nicht gerechnet. Mein Geschreibsel sollte eigentlich nur klären, warum man manchmal ...feldstärke sagt und manchmal ... beschleunigung, damit eigentlich dasselbe meint und es dafür eigentlich keinen relevanten Unterschied gibt. --Pyrrhocorax (Diskussion) 11:13, 8. Feb. 2025 (CET)

Danke für die Blumen. Ich finde diese Frage sehr interessant, werde mal zu Jacob Hermann recherchieren. Gruß! --Bleckneuhaus (Diskussion) 11:28, 8. Feb. 2025 (CET)

Moin Pyrrhocorax. Der Textvorschlag oben betrachtet den freien Fall aus Sicht des Erdbodens und stellt eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung fest. Das ist natürlich erlaubt und soweit korrekt wenn man das System klassisch beschreibt. Denn in Newton-Sicht ist der Erdboden ein Inertialsystem. Aus Sicht der ART ist es allerdings der Erdboden, der permanent mit g vom Erdmittelpunkt weg beschleunigt wird. Für einen auf dem Boden liegenden Stein ergibt sich wegen seiner Trägheit daraus die Gravitationskraft mit der er permanent nach oben gedrückt wird. Der am Boden liegende Stein wird wegen der Gravitation permanent beschleunigt - das passt zur Bezeichnung "Gravitationsbeschleunigung". Im Gegenzug befindet sich aus Sicht der ART ein frei fallender Stein in Ruhe und wird gerade nicht gegenüber einem Inertialsystem beschleunigt.
Die ART ist bis auf weiteres (und schon seit knapp hundert Jahren) unsere beste Beschreibung der Gravitation. Da wäre es angemessen, wenn wir ihre Sicht und Interpretation bei solchen allgemeinen Aussagen einschließen. -<)kmk(>- (Diskussion) 12:16, 8. Feb. 2025 (CET)

Moin zusammen! "In der klassischen Mechanik ist ..." - so lautet der Beginn der Einleitung. 2 Zeilen später kommt die ART dran. Was wilterlst Du mehr, -<)kmk(>- ? - Zur synonymen Verwendung habe ich in den Text einen kleinen Schlenker eingebaut. (Auch die E-Feldstärke gib die Beschleunigung an, wenn man sie mit der spezifischen E-Ladung multipliziert. Die spezifische g-Ladung ist eben immer und genau 1.) --Bleckneuhaus (Diskussion) 12:15, 9. Feb. 2025 (CET)

Moin Jörn. Ich hatte den umseitigen Artikel gar nicht angeschaut und nur auf den Textvorschlag von Pyrrhocorax reagiert... Den Beginn des Artikels finde ich aus anderen Gründen nicht optimal. Ein enzyklopädischer Artikel sollte im ersten Satz sein Lemma charakterisieren. Mit "In der klassischen Mechanik" gelingt das nur halb. Es wird eben die Sicht der Art ausgespart. Ja, das kommt wenig später. Besser wäre aber ein erster Satz, der beide Theoriegebäuden zutrifft. Die englischen Kollegen nennen das G-Feld im ersten Satz ein Vektorfeld, das beschreibt, wie ein Körper auf seine Umgebung wirkt. "In physics, a gravitational field or gravitational acceleration field is a vector field used to explain the influences that a body extends into the space around itself." Als Referenz dienen die Feynam-Lectures. Das gibt bei mir Bonuspunkte in der B-Note :-). Ich dachte schon, das wäre eine elegante Formulierung, die wir übernehmen könnten. Dann fiel mir auf, dass die Einsteinschen Feldgleichungen nicht von Vektoren, sondern vom metrischen Tensor ($R_{\mu \nu }$) handeln. -<)kmk(>- (Diskussion) 21:16, 9. Feb. 2025 (CET)

Nur zur Klarstellung: Ich wollte mit meinem Textvorschlag keineswegs in die Einleitung. Davon abgesehen teile ich Deine Auffassung nicht, dass die ART schon zu Beginn im Artikel stehen sollte. In den allermeisten Anwendungen kommt das Gravitationsfeld ohne die ART aus. Wir erklären ja auch alle anderen Begriffe der Mechanik ohne gleich alle relativistischen Geschütze aufzufahren. Die Wikipedia wird nunmal nicht nur hauptberufliche Kosmologen geschrieben, sondern auch für Normalsterbliche. Davon abgesehen führt das ja alles von meiner eigentlichen Frage weg: Findet Ihr es gut oder schlecht, im Artikel (genauer: im Abschnitt "Feldstärke") einen Absatz auf die Benennung aufzuwenden? --Pyrrhocorax (Diskussion) 01:27, 10. Feb. 2025 (CET)

Mir geht es um den ersten Satz. Dessen Aufgabe ist nicht in erster Linie Erklärung, sondern die thematische Einordnung des Begriffs. IMHO ist das in WP:WSIGA#Begriffsdefinition_und_Einleitung recht deutlich beschrieben. Die ART-Deutung der Erdanziehung als permanente Beschleunigung von Mitte der Erde weg sehe ich nicht als fachlich so weit fortgeschritten, dass es nur hauptberufliche Kosmologen erfassen können. Ich empfinde sie ganz im Gegenteil als physikalische Einsicht ("Essenz"?), die selbst auf Schulniveau vermittelbar ist. Die fachliche Herausforderung beginnt erst, wenn man zum Beispiel die Krümmung der Zeit mit einbezieht und explizit berechnen will. Das fällt dann in der Tat in den Bereich eines ausdrücklichen ART-Artikels. ---<)kmk(>- (Diskussion) 01:19, 15. Feb. 2025 (CET)

Die Debatte um ART hier scheint mir fehl am Platz, sie spiegelt eher den an sich erfreulichen Umstand wieder, dass Wikipedia so groß geworden ist, dass auch aktive Mitmacher nicht mehr wissen, was es alles gibt. In diesem Fall meine ich den eigenen Artikel Gravitation, und da kommt ART mMn richtig platziert vor. Hier aber heißt es ...feld, und das ist - ebenfalls mNn - ein Begriff der klassischen Physik. --Bleckneuhaus (Diskussion) 10:37, 10. Feb. 2025 (CET)

Überraschenderweise nennt man die zentrale Gleichung der ART allerdings Einsteins Feldgleichung. Mit ihr ist an jedem Punkt in Raum und zu jeder Zeit die Metrik $R_{\mu \nu }$ definiert. Damit hat man alles, was ein Feld braucht. Das ist in diesem Fall kein Vektor- sondern ein Tensorfeld. Der Zusammenhang zwischen Metrik und Masse ist analog zum Verhältnis von Masse und Gravitationsfeld bei Newton und geht im Limes kleiner Krümmungen ineinander über. Es spricht nichts dagegen, im Rahmen der ART die Größe $R_{\mu \nu }$ als das Gravitationsfeld anzusprechen. Nun ist das erstmal nur eine Bezeichnung und die folgen nicht immer streng einer Logik. Ich kann aber immerhin diesen an die Allgemeinheit gerichteten Text als Kronzeugen aufrufen (Abschnitt "Nicht nur für Vektoren"). Für den Text ist das AEI verantwortlich, von dem ich annehme, dass sie wissen, wovon sie schreiben. -<)kmk(>- (Diskussion) 01:04, 15. Feb. 2025 (CET)

Ich denke, der Begriff Kraftfeld (im 1. Satz) lässt schon auf Klass.Phys. schließen. Des weitere finde ich die Einleitung unordentlich und schlage deshalb vor:

In der klassischen Mechanik ist das Gravitationsfeld (auch Schwerkraftfeld) das Kraftfeld, das von Massen erzeugt wird und deren Gravitationswirkung beschreibt. Die Feldstärke des Gravitationsfeldes gibt für jeden Ort den durch Gravitation verursachten Teil der Fallbeschleunigung ${\vec {g}}$ an. Sie kann mithilfe des Newtonschen Gravitationsgesetzes aus der räumlichen Verteilung der Massen berechnet werden.

In rotierenden Bezugssystemen, z. B. auf der Erde, addiert sich zu dem Gravitationsfeld das Feld der Zentrifugalbeschleunigung, die Summe wird als Schwerefeld bezeichnet. 

Ein anschauliches Modell des Gravitationsfeldes ist der Potentialtrichter, in dem Kugeln oder Münzen auf einer dreidimensionalen Trichterfläche rollen und dabei die Bewegung in der zur Trichterachse senkrechten Ebene simulieren.

In  der Allgemeinen Relativitätstheorie wird die Gravitation nicht durch ein Kraftfeld beschrieben, sondern durch die Metrik der gekrümmten Raumzeit.

--Bleckneuhaus (Diskussion) 18:29, 16. Feb. 2025 (CET)