Schwerkraft im Erdkern

Hallo,

ich bin noch ganz neu hier bei wer-weiss-was und weiss auch nicht genau ob dieses Thema passt. Ich stelle jetzt einfach mal meine Frage:

Neulich war mir in der Schule mal wieder langweilig, und da habe ich mich gefragt, was wäre, wenn im Erdkern alle lebensbedrohlichen Faktoren wie Temperatur und Druck ausgeschaltet wären, und man sich quasi in einem Raum, exakt im Mittelpunkt der Erde befinden würde?

Was würde dort mit einem aufgrund der Erdanziehungskraft passieren? Ist man schwerelos, zieht es einen in alle Richtungen gleichzeitig und man hängt fest, …?

Ich freue mich schon auf eure Gedanken und Antworten.

LG

Die Anziehungskraft hängt von der Masse eines jeden Teilchen ab.
So ziehen sich also Massen gegenseitig an, deswegen auch die Kugelgestalt der Erde.

Währe jetzt die Erde perfekt rund und hätte überall die gleiche Dichte, so währe die resultierende Anziehungskraft im Erdmittelpunkt gleich Null.

Es hängt ja prinzipiell genauso viel Masse „über“ dir wie „unter“ dir.
Du wirst aber auch nicht auseinander gezogen, weil die Kräfte ja auch auf jedes Teil des Körpers wirken. Es zieht also die Masse zu deiner Linken an deinem linken Arm genauso wie an deinem rechten.
War das einigermaßen verständlich?

Die Erde ist aber nicht perfekt rund und auch nicht überall gleich Dicht, so dass wohl eine sehr geringe Restanziehung herrschen dürfte.

Gruß

Also ich versteh das jetzt so, als wäre man dann an einem Punkt gefangen und man könnte sich nicht mehr bewegen und steckt fest … oder so ähnlich jedenfalls.

Danke für die schnelle Antwort.

LG

Also ich versteh das jetzt so, als wäre man dann an einem
Punkt gefangen und man könnte sich nicht mehr bewegen und
steckt fest … oder so ähnlich jedenfalls.

An sich ja. Theoretisch schwebt man wohl. Du kannst dich natürlich abstoßen. Vielleicht von den Wänden des Schachtes zum Mittelpunkt der Erde oder von der Luft aber je weiter man sich entfernt, desto größer die Kraft die einen wieder nach unter zieht. Bis sie schließlich so groß ist wie hier an der Oberfläche.

Groß

Also ich versteh das jetzt so, als wäre man dann an einem
Punkt gefangen und man könnte sich nicht mehr bewegen und
steckt fest … oder so ähnlich jedenfalls.

NA jaaaa zum thema erde = Kugel und so:

nein die erde muss keine Kugel sein, denn was du meinst ist ja nur der schwerpunkt der Erde und den gibt es (eben nur nicht in der Mitte)
http://de.wikipedia.org/wiki/Schwerpunkt

bedenke das dieser Punkt so klein ist (also ich rede hier von der personifizierten winzigkeit^^), das wenn du dich entfernst du sofert wieder wohingezogen wirst.

feststecken nein aber eben genau an dem Punkt wirkt keine „GRAVITATIONSKRAFT“ aber alle anderen Kräfte bleiben erhalten.

Stelle dir vor es gibt eine Röhre durch (ja jetzt Kugel) die Erde und diese röhre geht durch den Mittelpunkt (=schwerpunkt).

nun lasse einen stein van der einen seite in die röhre fallen (reibungsfrei) und er würde so lange runterfallen(und beschleunigen) und ab den mittelpunkt würde er wieder langsammer werden. Er würde auf der anderen seite GANZ GENAU so hoch fliegen wie du ihn fallen gelassen hast. und dann würde er wieder runterfallen.

Mit Luftreibung würde der stein runterfallen bis mittelpunkt beschleunigen und dann wieder langsammer werden niht mehr ganz so hoch kommen wie er fallengelassen worden wäre und dann wieder „hochfallen“.das spiel bis die reibung den stein zum stillstand gebracht hat. und wo befindet es sich dann?

Im mittelpunkt

Befasse dich mal mit den themen (die du bestimmt schon kennst aber das sind so die typischen stichworte^^)

-gravitation
http://de.wikipedia.org/wiki/Gravitationsbeschleunig…

  • ich habe die energien völlig außer betracht gelassen aber denk mal nach wo sie auftreten und was sich verändert wenn man sie weglässt (der physiklehrer freut sich^^)

mfg Robert

ok … bleiben wir mal bei diesem röhren-bsp:

also ich würde nicht direkt fest stecken, ich könnte versuchen diese röhre hinauf zu klettern, bis ich wieder an der erdoberfläche bin.
ich denke ich lehne mich nicht zu weit aus dem fenster wenn ich sage, dass das unmöglich ist.

insofern wäre ich also in diesem rohr gefangen …

aber wie du sagtest, ist der erdmittelpunkt/schnittpunkt minimalst klein … wenn ich nun also an dieser stelle bin, so kann sich immer nur ein winziger bereich meines körpers an diesem schnittpunkt befinden.
wenn ich bis jetzt alles richtig verstanden habe, so müsste diese stelle auch MEIN schnittpunkt sein, und der dürfte sich irgendwo im magenbereich befinden.
müsste dann nicht die schwerkraft auf meinen restlichen körper auch noch druck ausüben, und mich „komprimieren“? mich ständig zusammendrücken/ziehen?
schließlich würde die anziehungskraft dann von allen seiten auf meinen körper wirken …

ich hoffe ich habs geschafft mich halbwegs verständlich auszudrücken und danke nochmal für euer interesse

LG

schließlich würde die anziehungskraft dann von allen seiten
auf meinen körper wirken …

Dein Schwerpunkt (der irgendwo im Brust/Magen Bereich liegt), würde idealer Weise mit dem Erdschwerpunkt aufeinander liegen.
Es ist aber nicht so, dass abseits des Erdmittelpunkt die volle Erdanziehung herrscht.
Nimm einen Punkt, wenige Zentimeter vom Erdmittelpunkt entfernt, so ist „über“ diesem Punkt nur ein bisschen weniger Masse (die dich ja quasi nach oben zieht) als unterhalb des Punktes. Als Resultat die beiden Kräfte ergibt sich die Differenz aus beiden … die sehr sehr klein ist.

Die Erdanziehung steigt (ich schätze quadratisch) vom Erdmittelpunkt bis zur Erdoberfläche an.
Von daher kannst du dich eine ganze Weile an der Wand hoch ziehen, bequemer wäre aber ein Fahrstuhl :wink:

In der Röhre hättest du allerdings einen höheren Luftdruck, weil ja eine höhere Luftsäule auf dich drückt. Wie groß die ist, bzw. welche Auswirkungen die auf dich hat, weiß ich jetzt aber nicht, wolltest du aber ja auch erstmal beiseite lassen.

Gruß

Eine fast philosophische Frage zur Gravitation
Hallo,

feststecken nein aber eben genau an dem Punkt wirkt keine
„GRAVITATIONSKRAFT“ aber alle anderen Kräfte bleiben erhalten.

Wenn sich die gravitativen Wirkungen der umliegenden Massen aufheben, ist dann in diesem Punkt wirklich KEINE Gravitation? Oder doch nur keine RESULTIERENDE Gravitation?

Und wie ist das in beschleunigten Systemen? Ein Körper im freien Fall bewegt sich doch in einem Gravitationsfeld. Da, wo der Körper sich befindet, „ist“ doch Gravitation (allerdings spürt der Körper keine Auswirkungen davon - zumindest keine *beschleunigenden*), oder wird die Gravitation bzw. das Gravitationsfeld überhaupt erst existent, wenn auch eine beschleunigende Wirkung da ist?

Die Physiker sprechen doch von einem Modell, in dem Gravitonen als Überträger gravitativer Wechselwirkung vorkommen. Das würde m.E. dafür sprechen, dass Gravitation auch unabhängig seiner „resultierenden Wirkung auf die Beschleunigung von Massen“ existiert, und so kann trotz fehlender Beschleunigungs-Wirkung die DICHTE an Gravitationen unterschiedlich hoch sein. Vielleicht hat das ja durchaus noch andere quantenmechanische Effekte auf den Raum, das Vakuum oder auf darin befindliche virtuelle oder echte Teilchen?

LG
Jochen

ok … bleiben wir mal bei diesem röhren-bsp:

also ich würde nicht direkt fest stecken, ich könnte versuchen
diese röhre hinauf zu klettern, bis ich wieder an der
erdoberfläche bin.
ich denke ich lehne mich nicht zu weit aus dem fenster wenn
ich sage, dass das unmöglich ist.

ja,weil du unterwegs verdursten würdest…

insofern wäre ich also in diesem rohr gefangen …

wenn es eine röhre ist, in der du dich festhalten kannst, könntest du dich wie im weltall entlanghangelt.

wenn es nun 4 gleich lange röhren mit einer treppe vom mittelpunkt an die oberfläche gäbe, könntest du dich in jeder richtung oberfläche hangeln bzw. schweben - entlang der treppe. aber 6000 km sind ein langer weg und mit jedem km wird die kraft in richtung mittelpunkt größer, bis du am ende dein normales gewicht tragen und die treppe nutzen musst.

zerreißerische kräfte wirken aber da unten nicht - im gegenteil.

Die Erdanziehung steigt (ich schätze quadratisch) vom
Erdmittelpunkt bis zur Erdoberfläche an.

Sie steigt bis zur Kern-Mantel-Grenze annähernd linear an und bleibt dann bis zur Oberfläche relativ konstant.

Wenn sich die gravitativen Wirkungen der umliegenden Massen
aufheben, ist dann in diesem Punkt wirklich KEINE Gravitation?
Oder doch nur keine RESULTIERENDE Gravitation?

Das kommt darauf an, was Du mit „Gravitation“ meinst. Es ist natürlich ein Gravitationspotential vorhanden. Das erreicht im Mittelpunkt sogar ihr Minimum, weshalb die gravitative Zeitdilatation dort beispielsweise ihr Maximum erreicht. Eine Gravitationskraft wirkt dort allerdings nicht. Das geht auch gar nicht anders, weil die Gravitationskraft der Gradient des Gravitationspotentials ist.

Hallo,

und man sich quasi in einem Raum, exakt
im Mittelpunkt der Erde befinden würde?
Was würde dort mit einem aufgrund der Erdanziehungskraft
passieren? Ist man schwerelos, zieht es einen in alle
Richtungen gleichzeitig und man hängt fest, …?

Du hängst nicht unbedingt fest.
Auch wenn der Raum, zentral gelegen, eine kugelförmige Form von

  • sagen wir mal - 100km Durchmesser hätte wäre bei einer angenommenen
    „idealen“ Masseverteilung der Erdkugel, in dem gesamten Raum, an jedem
    Punkt,die Gravitationswirkung neutralisiert, Schwerelosigkeit gegeben.
    Gruß VIKTOR

Hallo

schließlich würde die anziehungskraft dann von allen seiten
auf meinen körper wirken …

Nimm einen Punkt, wenige Zentimeter vom Erdmittelpunkt
entfernt, so ist „über“ diesem Punkt nur ein bisschen weniger
Masse (die dich ja quasi nach oben zieht) als unterhalb des
Punktes.

das kann so richtig sein

Als Resultat die beiden Kräfte ergibt sich die
Differenz aus beiden … die sehr sehr klein ist.

aber dies ist so nicht richtig, da die Größe der Masseverteilung,
bezogen auf meinen Standort, nicht unbedingt auch aussagt in
welcher Richtung die Anziehungskraft größer ist.
Siehe meinen Beitrag dazu (von heute),oben.

Die Erdanziehung steigt (ich schätze quadratisch) vom
Erdmittelpunkt bis zur Erdoberfläche an.

nein, linear wenn die Masseverteilung gleichmaäßig wäre.
Da dies nicht so ist verläuft die Erdanziehung in einer Kurve,
welche auf der Erdoberfläche nicht ihr Maximum hat.
Je nach dem welche Verteilung man annimmt -genau weiß man es nicht-
ist das Maximum bis zu 10% größer als auf der Erdoberfläche.
Gruß VIKTOR

Hallo,

nein die erde muss keine Kugel sein, denn was du meinst ist ja
nur der schwerpunkt der Erde

hm… damit nichts durcheinanderkommt:

Bananenschale4 meinte den Punkt, an dem Schwerelosigkeit herrscht. Dieser Punkt kann mit dem Schwerpunkt einer Massenverteilung zusammenfallen, aber das muss nicht immer so sein. Das Zusammenfallen beider Punkte ist bei allen kugelsymmetrischen Masseverteilungen gegeben, also annähernd auch bei der Erde. Dann gilt Schwerpunkt = Schwerelosigkeitspunkt = Symmetriezentrum. Bei einem homogenen Würfel oder Zylinder wäre es ebenfalls so.

Ein Beispiel, bei dem beide Punkte weit auseinander liegen, wäre das Erde-Mond-System. Dessen Schwerpunkt liegt noch im Erdkörper, aber der Schwerelosigkeitspunkt dieses Systems liegt sehr sehr weit „oben“, nämlich viel näher am Mond als an der Erde, weil der Mond auch eine viel kleinere Masse hat als die Erde.

Gruß
Martin

Hallo,

Das kommt darauf an, was Du mit „Gravitation“ meinst.

Ok, also für Physik-Dummies wie mich: was verstehen denn Physiker unter Gravitation? (klingt blöd - hat mir aber mie jemand mal richtig gesagt) Oder sperchen die nie einfach von Gravitation sondern explizit immer von G.Potenzial und Potenzialgradient (bzw. G.Kraft) ?

Ach ja, und wenn es eine Wirkung der G. auf die Raumzeit gibt, ohne dass eine G.Kraft messbar wäre, sehe ich das dann richtig, dass Raum und Zeit keine rationalen Einheiten (also eine auf Null bezogene Skala haben können), weil mann ja nicht sagen kann, ob es eine „Basispotenzial“ gibt, welches gleichförmig überall im Universum vorhanden sein könnte, vielleicht als Teil einer „Dreifaltigkeit“ von Zeit, Raum und eben G.? - Man kann das ja nicht messen, wenn es kein Gradient gibt, oder?

LG
Jochen

Hallo Martin,

Das Zusammenfallen beider Punkte ist bei allen
kugelsymmetrischen Masseverteilungen gegeben, also annähernd
auch bei der Erde. Dann gilt Schwerpunkt =
Schwerelosigkeitspunkt = Symmetriezentrum.

dies ist nur bedingt richtig.
In einer Hohlkugel herrscht im gesamten Hohlraum Schwerelosigkeit,
auch außerhalb des „Symmetriezentrums“.
Gruß VIKTOR

hallo,

das potential ist ein unterschied einer bestimmten einheit zwischen 2 punkten.

Ach ja, und wenn es eine Wirkung der G. auf die Raumzeit gibt,
ohne dass eine G.Kraft messbar wäre, sehe ich das dann
richtig, dass Raum und Zeit keine rationalen Einheiten (also
eine auf Null bezogene Skala haben können), weil mann ja nicht
sagen kann, ob es eine „Basispotenzial“ gibt, welches
gleichförmig überall im Universum vorhanden sein könnte,
vielleicht als Teil einer „Dreifaltigkeit“ von Zeit, Raum und
eben G.? - Man kann das ja nicht messen, wenn es kein Gradient
gibt, oder?

es gibt die erklärung über den weg der raumzeit - unser universum ist raumzeit. diese raumzeit ist aber nicht konstant oder überall gleich, sondern sie vergeht unterschiedlich schnell. so kann sie im leeren raum ungehindert vergehen. für das potential bedeutet das - es ist 0. es gibt kein unterschied zwischen 2 benachbarten punkten.

masse jedoch bremst die raumzeit. sie kann die masse nur wie durch einen trichter durchqueren. sie staut sich sozusagen vor bzw. in der masse und vergeht somit für uns langsamer. dieses langsamervergehen geht einher mit einer raumkontraktion. dieses effekt dieser raum- und zeitveränderung wirkt sich auf uns als beschleunigung aus. verhindert etwas - z.b. die erde - dass wir dieser beschleunigung folgen, nehmen wir das alt kraft war.
physikalisch gesprochen existiert nun ein potential zwischen 2 punkten - ein gravitationspotential.

wenn man jetzt stufe für stufe in einer röhre von der oberfläche zum mittelpunkt der erde hinabsteigt, vergeht an jeder treppenstufe, die näher am mittelpunkt ist, die zeit langsamer. man könnte sich das vielleicht so vorstellen, als würden sich an jeder treppenstufe zeittrichter befinden. während die zeit nach der ersten treppe nur durch eine reihe mit 5 trichtern musste, hat sich nach der 5. stufe 25 trichter zu bewältigen. die dichte des körpers wäre dann indiz für die durchmesser der trichter.
nun hat aber die zeit keine richtung. sie geht also nicht nur von außen nach innen, sondern auch von innen nach außen. somit beeinflussen die trichter oberhalb der herabsteigenden person das zeitvergehen genauso. das, was wir dann als „oben“ wahrnehmen, ist für die zeit einfach nur ein widerstand.
wir nehmen diesen widerstand als beschleunigung und somit als gravitation wahr. über uns wird also die zeit auch verlangsamt, der raum kontrahiert und es wirkt deshalb eine gravitationskraft nach oben, die der in richtung mittelpunkt entgegenwirkt.
je weiter wir herabsteigen, desto größer wird nun diese kraft, die uns nach oben schiebt. wobei jede treppe ist als bestimmter gravitationspotenzialunterschied definiert ist. die summe von 2 treppen verdoppelt/halbiert im einfachsten fall die gravitationskraft.
da aber wie gesagt, die zeit keine richtung, oben oder unten kennt, haben wir nicht nur masse bis zur mitte unter uns, sondern bis zur anderen seite der oberfläche.

man könnte spaßenshalber aus diesem einen körper 2 machen, zwischen denen man sich gerade befindet und die jeweils einen mittelpunkt besitzen. wie gesagt - im hinterkopf behalten, dass der raumzeit völlig egal ist, ob da 1 körper oder viele oder große oder kleine sind - die raumzeit reagiert auf körper an sich. machen wir also in unsere röhre die gesamte erde unter uns bis zur anderen seite der oberfläche zu einem eigenen körper und die erde über uns bis zur oberfläche, von der wir kommen, zu einem eigenen körper, haben wir 2 neue mittelpunkte. das bedeutet nun für den moment, wir haben wieder eine gravitationskraft in richtung mittelpunkt des körpers unter uns und eine gravitationskraft in entgegengesetzte richtung vom körper über uns.
das gleiche wie das system erde-mond.

im mittelpunkt angekommen, können wir das genauso machen. wieder daran denken: der zeit ist es egal, ob sie am rande eines körpers ist oder oben oder unten. im mittelpunkt können wir wieder aus der erde 2 körper machen - 4 oder 360 - ganz nach belieben. die zeit muss nun massen durchqueren, die sich von unserer position aus gesehen, überall befindet.
das bedeutet für uns, wir nehmen eine beschleunigung/gravitationskraft zu allen 2, 4 oder 360 körpern wahr. erhöhten wir nun die dichte extrem, wäre die zeitdehnung und raumkontraktion so groß, dass wir das als gravimetrische kräfte wahrnehmen, die uns zerreißen würden.

die erde jedoch ist ein kleiner planet, der keine große gravitationskraft verursacht. wir würden bestenfalls leichte kräfte wahrnehmen - bestenfalls - wahrscheinlich aber eher gar nichts.

mfg:smile:
rené

Danke, Rene, für deine ausführliche Antwort.

Ich bin mit allerdings nicht sicher, ob das meine Frage beantwortet…

Sei’s drum. Ich denk nochmal drüber nach.

LG
Jochen

Ja, OK [owT]
„owT“ = „ohne weiteren Text“

OMG wie viel Antworten dashervorruft^^

ok mal was dazu
aber wie du sagtest, ist der erdmittelpunkt/schnittpunkt minimalst :klein … wenn ich nun also an dieser stelle bin, so kann sich immer :nur ein winziger bereich meines körpers an diesem schnittpunkt :befinden.
wenn ich bis jetzt alles richtig verstanden habe, so müsste diese :stelle auch MEIN schnittpunkt sein, und der dürfte sich irgendwo im :magenbereich befinden.
müsste dann nicht die schwerkraft auf meinen restlichen körper auch :noch druck ausüben, und mich „komprimieren“? mich ständig :zusammendrücken/ziehen?

also zusammen drücken oder reißen nicht (wenn die erde nicht gerade dann auf dich raufdrückt) bedenke das die Gravitationskraft im verhältnis zu anderen kräften (z.B. magnetismus) ganz schön klein ist.

Warum: 1.nimm mal nen kilo vom boden hoch auf 1m Höhe
2.angenommen du hast 2 Magneten wo du genau die gleiche gegenkraft brauchst um sie 1m von sich zu entfernen (also die beiden magneten voneinander)
3.Nimm jeweils 2 Magneten die einen Kilo wiegen und versuche sie auseinander zuziehen

Auswertung: Die erde mit ihrer Enormen Masse schaft es nicht 1 kilo zusammenzhalten aber bei 1kilo magneten bin ich mir net so sicher ob man den so „von hand“ auseinanderbekommt

also wirst du dich im mittelpunkt eher zu tode langweilen^^