Hoofdstuk 8 Natuurkunde - Hemelmechanica
8.1 Gravitatie
Geocentrisch wereldbeeld
Poolster
Heliocentrisch wereldbeeld
Zonnestelsel
Planetenstelsel
Binnenplaneten
Planetoïdengordel
Buitenplaneten
Astronomische eenheid
Zwaartekracht
Algemene gravitatiewet
Gravitatiekracht
Gravitatiewisselwerking
Gravitatieveld
Homogeen
Afplatting
Vroeger werd er gedacht dat de planeten/sterren/zonnen rond om de aarde draaiden, dit
was het geocentrisch wereldbeeld. De sterren beschrijven echter een cirkelvormige baan
rondom een stilstaande ster, de poolster. Deze ligt in het verlengde van de aardas.
Het heliocentrisch wereldbeeld stelt echter dat de zon het middelpunt van het heelal is, de
maan om de aarde draait en sterren op grote afstand van de zon staan en in rust zijn. Het
zonnestelsel of planetenstelsel bestaat uit de zon en acht planeten. Deze planeten cirkelen
op verschillende snelheden en afstanden rondom de zon. Ondertussen is echter ook het
heliocentrisch model achterhaald; de zon is niet het middelpunt van het heelal.
De planeten Mercurius en Venus heten binnenplaneten omdat ze dichter in de buurt van de
zon staan dan de aarde. Na de aarde komt mars en nog verder ligt de planetoïdengordel die
bestaat uit rotsblokken van meters of zelfs kilometers. De buitenplaneten - Jupiter,
Saturnus, Uranus en Neptunus - staan verder van de zon dan de planetoïden.
, De astronomische eenheid, afgekort met AE, is de afstand van de aarde tot de zon en wordt
gebruikt om afstanden uit te drukken. 1 AE = 1,49598 x 1011 m
Gravitatiewet
- een vrije val is een eenparig versnelde rechtlijnige beweging;
- de valversnelling g is overal op aarde gelijk.
De oorzaak van de valbeweging is de aantrekkingskracht van de aarde, de zwaartekracht Fz.
Volgens de tweede wet van newton is het verband tussen de zwaartekracht (F z) en de
valversnelling (g): Fz¿ m⋅ g De maan ‘valt’ richting de aarde, maar omdat de snelheid groot is,
volgt de maan de kromming van de aarde.
De algemene gravitatiewet beschrijft het volgende:
- twee voorwerpen met massa oefenen een aantrekkende kracht op elkaar uit: de
gravitatiekracht;
- de gravitatiekracht is gericht langs de verbindingslijn tussen de zwaartepunten van
die voorwerpen.
m⋅M
Fg ¿ G ⋅
r2
- de twee massa’s M en m trekken elkaar even sterk aan. Dit noem je de
gravitatiewisselwerking.
❑
F M
- de valversnelling is voor alle voorwerpen gelijk (F g = Fz¿ m⋅ g ) ( g= =G ⋅ )
m r 2❑
M
- op grotere hoogte veranderd g: g=G⋅ ❑ g neemt af op grotere hoogte, maar
(R+ h) 2
bij een afstand onder de 10 km, kun je deze afname verwaarlozen. Een vrije val is
daarom altijd eenparig versneld omdat g constant is.
Gravitatieveld
In de ruimte rondom een hemellichaam werkt de gravitatiekracht, deze ruimte noem je een
gravitatieveld. Dichtbij de aarde is deze kracht constant in grootte en richting dit gebied
noem je homogeen.
Het grootste verschil in zwaartekracht op aarde is tussen de Noordpool en de evenaar, hier
zijn 2 verklaringen voor:
1. De draaiing van de aarde; een voorwerp op de evenaar voert een eenparige
cirkelbeweging uit met een baanstraal die gelijk is aan de straal van de aarde. Een
deel van de zwaartekracht levert de benodigde middelpuntzoekende kracht. Op de
polen bevindt een voorwerp zich precies op de aardas en voert het dus geen
cirkelbeweging uit.
8.1 Gravitatie
Geocentrisch wereldbeeld
Poolster
Heliocentrisch wereldbeeld
Zonnestelsel
Planetenstelsel
Binnenplaneten
Planetoïdengordel
Buitenplaneten
Astronomische eenheid
Zwaartekracht
Algemene gravitatiewet
Gravitatiekracht
Gravitatiewisselwerking
Gravitatieveld
Homogeen
Afplatting
Vroeger werd er gedacht dat de planeten/sterren/zonnen rond om de aarde draaiden, dit
was het geocentrisch wereldbeeld. De sterren beschrijven echter een cirkelvormige baan
rondom een stilstaande ster, de poolster. Deze ligt in het verlengde van de aardas.
Het heliocentrisch wereldbeeld stelt echter dat de zon het middelpunt van het heelal is, de
maan om de aarde draait en sterren op grote afstand van de zon staan en in rust zijn. Het
zonnestelsel of planetenstelsel bestaat uit de zon en acht planeten. Deze planeten cirkelen
op verschillende snelheden en afstanden rondom de zon. Ondertussen is echter ook het
heliocentrisch model achterhaald; de zon is niet het middelpunt van het heelal.
De planeten Mercurius en Venus heten binnenplaneten omdat ze dichter in de buurt van de
zon staan dan de aarde. Na de aarde komt mars en nog verder ligt de planetoïdengordel die
bestaat uit rotsblokken van meters of zelfs kilometers. De buitenplaneten - Jupiter,
Saturnus, Uranus en Neptunus - staan verder van de zon dan de planetoïden.
, De astronomische eenheid, afgekort met AE, is de afstand van de aarde tot de zon en wordt
gebruikt om afstanden uit te drukken. 1 AE = 1,49598 x 1011 m
Gravitatiewet
- een vrije val is een eenparig versnelde rechtlijnige beweging;
- de valversnelling g is overal op aarde gelijk.
De oorzaak van de valbeweging is de aantrekkingskracht van de aarde, de zwaartekracht Fz.
Volgens de tweede wet van newton is het verband tussen de zwaartekracht (F z) en de
valversnelling (g): Fz¿ m⋅ g De maan ‘valt’ richting de aarde, maar omdat de snelheid groot is,
volgt de maan de kromming van de aarde.
De algemene gravitatiewet beschrijft het volgende:
- twee voorwerpen met massa oefenen een aantrekkende kracht op elkaar uit: de
gravitatiekracht;
- de gravitatiekracht is gericht langs de verbindingslijn tussen de zwaartepunten van
die voorwerpen.
m⋅M
Fg ¿ G ⋅
r2
- de twee massa’s M en m trekken elkaar even sterk aan. Dit noem je de
gravitatiewisselwerking.
❑
F M
- de valversnelling is voor alle voorwerpen gelijk (F g = Fz¿ m⋅ g ) ( g= =G ⋅ )
m r 2❑
M
- op grotere hoogte veranderd g: g=G⋅ ❑ g neemt af op grotere hoogte, maar
(R+ h) 2
bij een afstand onder de 10 km, kun je deze afname verwaarlozen. Een vrije val is
daarom altijd eenparig versneld omdat g constant is.
Gravitatieveld
In de ruimte rondom een hemellichaam werkt de gravitatiekracht, deze ruimte noem je een
gravitatieveld. Dichtbij de aarde is deze kracht constant in grootte en richting dit gebied
noem je homogeen.
Het grootste verschil in zwaartekracht op aarde is tussen de Noordpool en de evenaar, hier
zijn 2 verklaringen voor:
1. De draaiing van de aarde; een voorwerp op de evenaar voert een eenparige
cirkelbeweging uit met een baanstraal die gelijk is aan de straal van de aarde. Een
deel van de zwaartekracht levert de benodigde middelpuntzoekende kracht. Op de
polen bevindt een voorwerp zich precies op de aardas en voert het dus geen
cirkelbeweging uit.
