Vertiefung - Grenzen des Gravitationsgesetzes
Zur Orientierung
Im letzten Abschnitt haben wir Gedankenexperimente durchgespielt und dabei vereinfachende Annahmen gemacht. Hier kommen diese vereinfachen Annahmen auf den Prüfstand.
Gesetze in der Physik
Gesetze in der Physik beruhen immer auf Beobachtungen und Experimenten. Man versucht dann, die Beobachtungen und Ergebnisse der Experimente mit Hilfe mathematischer Formeln zu beschreiben. Ziel ist es, möglichst viele Phänomene mit möglichst wenigen einfachen Formeln zu erfassen.
Dieses Vorgehen einer physikalischen Theoriebildung hat auch Newton bei der Entwicklung des Gravitationsgesetzes benutzt.
Ausgehend von Beobachtungen wie Der Apfel fällt vom Baum.
und Der Mond fällt um die Erde.
sowie genauen Messdaten
zu den Bewegungen der Planeten hat er es geschafft, all diese Beobachtungen und Messergebnisse mit Hilfe einer
Gesetzmäßigkeit zu beschreiben.
Das von Newton formulierte Gravitationsgesetz wurde vielfach experimentell überprüft. Es liefert sehr gute Vorhersagen für Anziehungsphänomene zwischen Körpern im Bereich der klassischen Physik. Wenn man die klassische Physik verlässt und Systeme im ganz Großen (wie das Universum) oder im ganz Kleinen (wie Atome) betrachtet, dann verliert das Gravitiationsgesetz seine Gültigkeit und muss durch andere Gesetze ersetzt werden.
Beachte, dass das Gedakenexperiment aus dem letzten Abschnitt, bei dem wir die Erde auf einen Massenpunkt geschrumpft und auf diese Situation dann das Gravitationsgesetz angewandt haben, aus physikalischer Sicht nicht realitätskonform ist.
