Die Erdanziehungskraft für Kinder erklärt – ein faszinierendes Thema. Was beschreibt diese Kraft? In diesem Artikel erfährst Du alle Fakten. In unseren Kursen kann Dein Kind zudem mehr über Physik und Astronomie lernen.
Inhaltsverzeichnis
- Erdanziehungskraft Definition
- Was ist der Unterschied zwischen Gravitation und Erdanziehungskraft?
- Wirkung der Erdanziehungskraft für Kinder erklärt
- Erdanziehung Formel – Für Kinder erklärt
- Ist sie überall gleich?
- Warum fällt der Mond nicht auf die Erde?
- Erdanziehungskraft Versuch
- Literatur
- FAQs zur Erdanziehungskraft für Kinder erklärt
Erdanziehungskraft Definition
Wie kann die Erdanziehungskraft für Kinder erklärt werden? Naturwissenschaftliche Bildung ist mit der Neugier von Kindern verknüpft (vgl. Steffensky, 2017). Auch Kleinkinder sind bereits von ihrer Umwelt fasziniert und möchten Zusammenhänge verstehen (vgl. Lück, 2002). Dabei sind Physik und Astronomie fesselnde Themen. Aber was wissen wir eigentlich alles über die Erdanziehungskraft?
Die Erdanziehungskraft ist die Anziehungskraft unseres Heimatplaneten. Sie ist überall vorhanden. Deshalb fällt auch unser Käsebrot zu Boden. Aber ohne die Erdanziehungskraft gäbe es auch kein Leben auf unserem blauen Planeten. Denn sie hält die Luft, das Wasser und natürlich auch uns Menschen fest.
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Was ist der Unterschied zwischen Gravitation und Erdanziehungskraft?
Die Erdanziehungskraft ist die Schwerkraft, auch Gravitation genannt, unseres Heimatplaneten. Dabei stammt gravis aus dem Lateinischen und steht für „schwer“. Um die Zusammenhänge im Sonnensystem für Kinder zu verdeutlichen, eignen sich Vergleiche. Denn alle Gegenstände haben eine Anziehungskraft, wobei diese immer unterschiedlich stark ausfällt. Dementsprechend besitzt auch unser Trabant eine Anziehungskraft. Da er jedoch viel kleiner ist, als unser blauer Planet, weist er auch eine geringere Schwerkraft auf. Man kann also sagen: Je größer ein Körper ist, desto stärker fällt auch seine Schwerkraft aus. Auch unser Zentralgestirn, die Sonne, übt eine gigantische Schwerkraft auf alle unsere Planeten aus. Deshalb verbleiben diese immer innerhalb ihrer Umlaufbahnen.
Übrigens:
Nur durch die Erdanziehungskraft besitzt unser Heimatplanet überhaupt erst eine Atmosphäre. Unsere Schwerkraft hält nämlich alle Gasmoleküle fest und verhindert dabei, dass sie ins All abdriften.
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Wirkung der Erdanziehungskraft für Kinder erklärt
Die Erdanziehungskraft für Kinder erklärt sich aber natürlich auch mit der Frage nach ihrer Wirkungsweise. 1726 sah der Forscher Isaac Newton einen Apfel vom Baum fallen und wurde durch diese Beobachtung zu seiner Theorie zur Schwerkraft angeregt (vgl. Bodenmann, 2009). Die wichtigste Erkenntnis war dabei, dass die Schwerkraft eine Wechselwirkung ausübt. Aber was genau bedeutet Wechselwirkung? Die Erdanziehungskraft für Kinder erklärt sich recht simpel: Um „wechselwirken“ zu können, benötigen wir mindestens zwei Körper, die gegenseitig aufeinander einwirken. So, als wenn zwei Tauzieher gegeneinander antreten. Indes bewirkt jeder Körper auf unserem Heimatplaneten auch eine Wechselwirkung mit demselben. Und genau deshalb besitzt der Mensch, oder auch ein Haus, ein bestimmtes Gewicht. Man kann also sagen: Erfolgt eine Aktion, so gibt es auch eine Reaktion. Deshalb zieht unser blauer Planet unseren Trabanten an und umgekehrt.
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Erdanziehung Formel – Für Kinder erklärt
Die Erdanziehungskraft für Kinder erklärt sich zudem mit einer Formel. Damit Du diese mit Deinem Kind erfolgreich anwenden kannst, haben wir Dir nachfolgend alles Wichtige zur Berechnung der Erdanziehungskraft zusammengefasst. Wir wissen jetzt schon, dass alle materiellen Körper sich gegenseitig anziehen. Die Erdanziehungskraft ist eine Gewichtskraft (FG), was bedeutet, dass sie bei unterschiedlichen Gewichten immer anders ausfällt. Dabei ist die Erdbeschleunigung (g) wichtig, da durch sie angegeben wird, wie schnell ein Gegenstand bei uns zu Boden fällt. Wenn wir jetzt das Gewicht eines Gegenstandes (m) mit der Erdbeschleunigung multiplizieren, erhalten wir die Kraft, die auf sie wirkt. Die Einheit der Erdanziehungskraft wird in Newton [N] angegeben. 1 N ≙ 1 kg * m / s2.
Die Formel lautet demnach: FG = m * g
Im Regelfall beträgt g = 9,81 m/s2.
Hier ein Rechenbeispiel:
Ein Körper liegt auf dem Boden und wiegt 20 kg. Wie groß ist die Gewichtskraft (FG)?
FG = 20 kg * 9,81 m/s2 = 196,2 N
Fällt alles gleich schnell?
Aber wie schnell bzw. mit welcher Geschwindigkeit fallen verschieden schwere Gegenstände nun eigentlich zu Boden? Tabelle 1 gibt dazu fünf Beispiele.
Tabelle 1: Erdanziehungskraft für Kinder erklärt – Die Fallgeschwindigkeit
| Gegenstand | Masse (m) / beispielhafte Fläche (A) | Geschwindigkeit (ungefähre Angabe) |
| Goldbarren | 0,5 kg / 0,002 m2 | 261,6 m/s |
| Apfel | 80 g = 0,08 kg / 0,002 m2 | 104,4 m/s |
| Stein | 3 kg / 0,1 m2 | 90,6 m/s |
| Brotlaib | 1 kg / 0,05 m2 | 73,8 m/s |
| Feder | 0,5 g = 0,0005 kg / 0,0004 m2 | 18,5 m/s |
Ist sie überall gleich?
Die Erdanziehungskraft für Kinder erklärt und berechnet sich also, wie in den vorherigen Abschnitten geschildert. Aber ist sie überall auf unserem Heimatplaneten gleich? Im Regelfall gehen wir von einer Erdbeschleunigung von 9,81 m/s2 aus. Da unser blauer Planet nicht einheitlich rund ist, ergibt sich an verschiedenen Standorten eine andere Erdbeschleunigung. Auch die Masse ist auf unserem Heimatplanet nicht bei der die Masse einheitlich verteilt. Vielmehr gibt es eine ungleiche Massenverteilung durch Landflächen, Gebirge oder auch Wasser. Unterschiedliche Massen besitzen auch eine abgeänderte Anziehung. Und genau deshalb gibt es an verschiedenen Lokalitäten auch eine veränderte Erdanziehungskraft.
Warum fällt der Mond nicht auf die Erde?
Dadurch dass unser Mond nicht starr, sondern in Bewegung ist, kann er auch nicht auf unseren blauen Planeten fallen. Denn würde er sich langsamer bewegen oder gar stehen bleiben, wäre das fatal. Stellen wir uns unseren blauen Planeten als große und unseren Trabanten als kleine Kugel vor. Durch ihre geringere Masse wird die kleine Kugel von der größeren kräftig angezogen. Unser Trabant wird demnach in Richtung Erde gezogen. Ohne die Erdanziehungskraft würde er einfach ins Weltall entweichen. Durch seine Eigenbewegung und gleichbleibender Geschwindigkeit jedoch, bleibt er immer in Balance zwischen Fallen und Entweichen (vgl. Clark, 2012).
Bisher haben wir gelernt, dass durch die Anziehungskraft unseres Planeten alles zu seiner Mitte gezogen wird. Aber wie können dann Luftballons gefüllt mit Helium nach oben steigen? Erdanziehungskraft wirkt an Dingen mit höherer Masse stärker, als an leichteren Die Gegenständen. So ist Wasser z.B. schwerer als unsere Atemluft und befindet sich deshalb unten. Jedes Gas hat ein, wenn auch sehr geringes, Gewicht. So auch Helium und unsere Umgebungsluft. Und deshalb besitzen die beiden Gase auch je eine unterschiedliche Dichte, wobei die von Helium in etwa sieben Mal kleiner ist, als die von Luft. Denn wenn man zwei Gegenstände miteinander vergleicht, hat der schwerere Gegenstand die höhere Dichte. Und genau aus diesem Grund kann ein Heliumballon in die Lüfte steigen.
Um noch mehr zum Thema Dichte zu erfahren, bietet die Universität Oldenburg einen anschaulichen Beitrag dazu.
Erdanziehungskraft Versuch
Nun haben wir viel über die Theorie zur Erdanziehungskraft erfahren. Kommen wir jetzt noch zu unserem Experiment. Hast Du schon einmal eine Kiste schweben sehen? Die Anziehungskraft „abschalten“, aber wie? Hierfür steht Dir unser Erdanziehungskraft Versuch zur Verfügung. Damit Du den Versuch nachmachen kannst, haben wir eine Step-by-Step Anleitung integriert. Daher eignet sich der Versuch auch für das Homeschooling. Viel Spaß beim Experimentieren!
Es wird Dir viel Freude machen, zusammen mit Deinem Kind, in die spannende Welt der Erdanziehungskraft einzutauchen. Eurem Entdeckerdrang sind dabei keine Grenzen gesetzt. Mit Hilfe eines tollen Versuchs könnt Ihr das Prinzip der Erdanziehungskraft konkret nachvollziehen.
Literatur
Steffensky, Mirjam (2017): Naturwissenschaftliche Bildung in Kindertageseinrichtungen. Weiterbildungsinitiative Frühpädagogische Fachkräfte, WiFF Expertisen, Band 48. München.
Lück, G. (2002): Experimentieren schon im Kindergarten, Pressedienst-Forschung der Universität Bielefeld.
Bodenmann, S. (2009): Newtons Apfel & Co. – Zur Kategorisierung des Mythos in den Naturwissenschaften.In: Mythen – Helden – Symbole. Legitimation, Selbst – und Fremdwahrnehmung in der Geschichte der Naturwissenschaften, der Medizin und der Technik. München, pp. 1-46.
Clark, S. (2012): Die großen Fragen Universum, Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg, Kap. 6.
FAQs zur Erdanziehungskraft für Kinder erklärt
Auch auf unserem Trabanten gilt eine eigene Beschleunigung. Indes beträgt diese im Durchschnitt 1,62 m/s2, also etwa ein Sechstel der Erdbeschleunigung. Entsprechend kann man also auch sagen, dass ein Gegenstand dort ebenso lediglich 1/6 der Masse auf unserem Heimatplaneten besitzt. Somit besitzt ein Mensch mit 80kg dort nur eine Masse von ca. 13 kg. So sind auch große Sprünge problemlos möglich.
Da die Masse unseres Planeten größer ist, fällt auch seine Anziehungskraft stärker aus. Die Anziehung unseres Trabanten wirkt jedoch bis auf unseren Planeten: Durch seine Anziehungskraft zieht er die Ozeane an und sorgt dabei für Ebbe und Flut.
Wie wir bereits gelernt haben, ist die Erdanziehungskraft eine Gewichtskraft. Die Erdbeschleunigung beschreibt hingegen, welche Beschleunigung ein Körper an der Erdoberfläche erfährt und beträgt 9,81 m/s2.
Diesen Zustand nennt man Schwerelosigkeit. Vollständig schwerelos ist man jedoch nie, da sich die Gravitationskraft nicht abschalten lässt. Der Zustand der beinahen Schwerelosigkeit wird dabei Mikrogravitation genannt.
Ja! Ferner fallen auf unserem Heimatplaneten alle im Vakuum befindlichen Gegenstände, ob Feder oder Stein, gleich schnell. Das liegt an der fehlenden Luftreibung, da die gesamte Luft entfernt worden ist. Wir können aber nichtsdestotrotz eine Beschleunigung ausmachen, nämlich 9,81 m/s2, also die Erdbeschleunigung.
