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Homepage > Fragen > Fragenarchiv > Naturwissenschaft > Astronomie > Himmel, Erde, Universum

Warum fällt die Erde nicht herunter?

Frage von:
Datum: 25.12.1998

Warum fällt die Erde nicht herunter? Warum dreht sie sich? Das sind zwei Fragen, die während einer Unterrichtsstunde zum Relief der Erde aufgetaucht sind. Hier ist die Antwort, die 9-Jährigen gegeben wurde:

Dagegen wurde der Begriff der Anfangsgeschwgkeit für die Erklärung der Planetenbewegung nicht eingeführt. Ist die Antwort denn richtig? Haben Sie weitere Antworten, die für 9-jährige Kinder verständlich sind?


Antwort von:
Datum: 29.11.1998

Mit der ersten Teilantwort "Die Planeten ziehen sich gegenseitig an und sind infolgedessen im Gleichgewicht – deshalb fällt die Erde nicht runter" bin ich nicht einverstanden. Eigentlich könnte man sogar sagen, dass die Erde ständig auf die Sonne fällt. Und die anderen Planeten haben damit nichts zu tun. Es zählen nur die Erde und die Sonne. Die Tatsachen sind die Folgenden: Die Erde wird von der Sonne angezogen. Sie fällt nicht auf die Sonne, sondern kreist um sie. Das ist wie bei einem Satelliten, der um die Erde kreist. Der Satellit wird von der Erde angezogen, fällt aber nicht auf sie, weil er schnell genug um sie kreist. Wenn man einen Gegenstand mit sehr, sehr viel Schwung waagerecht loswerfen würde (und den Luftwiderstand vernachlässigen könnte), würde er nicht wieder herunterfallen, sondern in eine Umlaufbahn um die Erde gebracht.

Zur Teilantwort 2: Mit dieser Anziehung kann man auch das Phänomen der Gezeiten erklären (Ozean-Mond). Ja, im Großen und Ganzen kann man das so sagen, aber das Gezeitenphänomen ist schrecklich kompliziert zu erklären. Zum Beispiel gibt es zu jeder Zeit zwei Flutberge auf den Ozeanen, einen direkt "unterm" Mond (also tatsächlich direkt von dessen Anziehungskraft bewirkt), der andere genau auf der anderen Seite der Erde. Diesen zweiten Flutberg zu erklären, ist alles andere als trivial! Außerdem hängen Ebbe und Flut auf der Erde nicht nur vom Mond, sondern auch von der Sonne ab (Springtide bei Voll- oder Neumond, Nipptide bei Halbmond).

Und nun zur dritten Teilantwort, dass die Menschen auf der anderen Seite der Erde nicht herunterfallen. Zur Vertiefung könnten Sie die Kinder die Erde zeichnen lassen, mit sechs kleinen Menschen darauf, die einen Gegenstand fallen lassen, der eine "oben" (oder besser: in der 12-Uhr-Position, es ist in diesem Fall nicht so günstig von oben und unten zu reden), der andere "unten" (bei 6 Uhr) und die anderen vier bei 2, 4, 8 und 10 Uhr. Bitten Sie die Kinder, Ihnen zu sagen, in welche Richtung der Gegenstand fallen wird. Wenn man sie das in kleinen Gruppen machen lässt, ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass daraus interessante Diskussionen entstehen... Sehr wahrscheinlich werden die Kinder die Gegenstände alle so fallen lassen, wie der 12-Uhr-Mensch es macht, d.h. alle fallen parallel.


Antwort von:
Datum: 9.10.2000

Ich möchte die Erklärung von Fabienne Casoli wieder aufgreifen. Wenn man auf der Erde einen Stein loslässt, wird er geradlinig nach unten fallen, d.h. in Richtung Mittelpunkt der Erde. Wenn man ihn nach vorne wegwirft, fällt er immer noch auf die Erdoberfläche, aber wegen der ihm verpassten Anfangsgeschwindigkeit, fällt er weiter weg auf den Boden. Wenn man ihn mit immer mehr Kraft (sprich Anfangsgeschwindigkeit) wegwirft, ist die Stelle, wo er den Erdboden trifft, immer weiter entfernt. Man kann sich nun vorstellen, dass bei extrem großer Anfangsgeschwindigkeit (wenn man diese berechnet, kommt man auf ungefähr 11 000 m/s, also etwa 40 000 km/h = Fluchtgeschwindigkeit der Erde), der Stein im Weltall verschwinden wird, um nie mehr wiederzukommen. Dazwischen gibt es einen Bereich von Anfangsgeschwindigkeiten, wo der Stein eigentlich dazu neigt, wieder auf die Erde zu fallen, er aber ständig über dem Horizont bleibt (die Erde ist rund und nicht flach!), und anstatt den Boden zu treffen ... kreist er permanent um die Erde. Damit wird klar (und es war der geniale Newton, der dies begriffen hat!), dass die Drehbewegung des Mondes um die Erde, und der Erde um die Sonne, nichts anderes ist als ein ständiges Fallen. Die Geschwindigkeit dieses Fallens ist jedoch so groß, dass die Körper nie auf den sie anziehenden Körper stürzen.

Man kann also zu Recht behaupten, dass die Erde fällt, indem sie um die Sonne kreist. Genauso ist es mit der Sonne, die um den Schwerpunkt unserer Galaxie kreist. Die Bewegung unserer Galaxie wiederum wird durch die Nachbargalaxien bestimmt. Die Ursache für dieses "Fallen" oder für diese Drehbewegungen ist in der Tat die anziehende Wirkung der Gravitationskraft, die allerdings Zweitklässlern nicht so einfach zu erklären ist. Man kann vielleicht versuchen zu sagen, dass eine Kraft ein bisschen so etwas ist wie ein Gummiband, das zwei Gegenstände "zusammenhält" (wobei es einen wesentlichen Unterschied gibt: Beim Gummiband wächst die Kraft, wenn man die Gegenstände weiter auseinander bringt, bei der Gravitation wird sie kleiner). Die Gesamtheit der Himmelskörper ist ein bisschen zu vergleichen mit ganz vielen Bällen, die von Gummibändern zusammengehalten werden, die wegen ihrer anfänglichen Geschwindigkeit ständig umher wirbeln.

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