14.3
Die potentielle Gravitationsenergie zwischen zwei kugelsymmetrischen Objekten ist durch die Massen der Objekte und den Abstand zwischen ihnen gegeben, unter der Annahme, dass die Masse im Zentrum konzentriert ist.
Betrachten Sie eine Punktmasse, die in einem Abstand von einer kugelförmigen Schale platziert wird. Die sphärisch symmetrische Massenverteilung besteht aus mehreren konzentrischen Schalen, und alle Teilchen in einem bestimmten Ring befinden sich in gleichen Abständen von der Punktmasse.
Das Potential zwischen dem Ring und der Punktmasse kann ermittelt werden, wenn die Masse des Rings bekannt ist. Das Verhältnis zwischen der Fläche des Rings und der Fläche der Schale entspricht dem Verhältnis ihrer Massen.
Das Lösen der Beziehung zwischen den Abständen, das Anwenden und Integrieren des Ausdrucks ergibt das Potential zwischen der Schale und der Punktmasse. Dieser Ausdruck ist derselbe wie das Potential zwischen zwei Punktmassen.
Befindet sich die Punktmasse innerhalb der Schale, dann ist das Gravitationspotential überall für alle Punkte innerhalb des Hohlraums gleich.
Da die Kraft eine Ableitung des Potentials ist, gilt die Annahme auch für die Gravitationskraft.
Die potentielle Gravitationsenergie zwischen zwei sphärisch symmetrischen Körpern kann aus den Massen und dem Abstand zwischen den Körpern berechnet w…
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