Glossarbegriffe: Gravitationskonstante
Description: Die Gravitationskonstante ist eine der wichtigsten Konstanten im Universum. Sie wurde erstmals von Isaac Newton beschrieben. Sie ist Teil des Newtonschen Gravitationsgesetzes. Dieses besagt, dass alle massebehafteten Teilchen alle anderen Teilchen (die ebenfalls massebehaftet sind, d.h. eine Masse haben) mit einer Kraft anziehen, die direkt proportional zum Produkt der Massen der Teilchen und umgekehrt proportional zum quadratischen Abstand zwischen den Objekten ist. Die Proportionalitätskonstante ist die Gravitationskonstante. Der experimentell gemessene Wert der Gravitationskonstante beträgt 6,67 × 10-11 Kubikmeter pro Kilogramm pro Sekunde im Quadrat (m3 kg-1 s-2).
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In Other Languages
- Arabisch: ثابت الجاذبية
- Englisch: Gravitational Constant
- Französisch: Constante gravitationnelle
- Italienisch: Costante gravitazionale
- Japanisch: 万有引力定数 (external link)
- Koreanisch: 중력상수
- Brasilianisches Portugiesisch: Constante gravitacional
- Vereinfachtes Chinesisch: 引力常数
- Traditionelles Chinesisch: 引力常數
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Apparat zur Bestimmung der Gravitationskonstante
Bildunterschriften: Aus der Beobachtung der Bewegungen der Planeten um die Sonne oder des Mondes um die Erde konnte die Gravitationskonstante nicht ermittelt werden, da in diesen Fällen die Masse des Zentralkörpers zunächst nicht bekannt ist. Die Messung der Gravitationskonstante erforderte eine Situation, in der die beteiligten Massen unabhängig von der Messung ihrer Anziehungskraft bestimmt worden waren. Die hier gezeigte Vorrichtung wurde von John Michell (1724-1793) gebaut, doch Michell starb, bevor er das Experiment durchführen konnte. Henry Cavendish (1731-1810) erbte die Vorrichtung, modifizierte sie so, dass äußere Störungen unterdrückt wurden, und führte das Experiment erfolgreich durch. Cavendishs Bericht an die Royal Society trug den Titel "Experimente zur Bestimmung der Dichte der Erde", denn aus der Kenntnis der Gravitationskonstante, der Gravitationsbeschleunigung an der Erdoberfläche und des Erdradius lassen sich die Masse der Erde und ihre mittlere Dichte bestimmen. Aus heutiger Sicht wird das so genannte "Cavendish-Experiment" als eine Möglichkeit zur Bestimmung der Newtonschen Gravitationskonstante G angesehen.
Das Bild zeigt einen Querschnitt der Apparatur, die Cavendish zusätzlich von Umwelteinflüssen isoliert hatte, indem er sie in einen separaten Raum und in eine Holzkiste stellte. Die Vorrichtungen, die es Cavendish ermöglichten, das Experiment von außen zu beleuchten, zu beobachten und zu manipulieren, sind ebenfalls abgebildet. Das Herzstück des Experiments ist eine Torsionswaage mit zwei kleinen Bleikugeln. Die Rückstellkraft des Torsionspendels wird aus seiner Eigenschwingungsfrequenz in Abwesenheit der großen Massen abgeleitet. Die Anziehungskraft der kleinen Bleikugeln auf ihre größeren Gegenstücke kann dann bestimmt werden, indem man misst, wie weit sie die Massen des Torsionspendels von ihrer Nullposition abweichen lässt.
Bei dem Bild handelt es sich um eine leicht veränderte (beschnittene, Kontrast und Helligkeit angepasste) Version von Abb. 1 in Cavendishs Artikel in den Philosophical Transactions of the Royal Society, Band 88 (Dezember 1798), S. 469-526 [DOI: 10.1098/rstl.1798.0022]. Wir danken der Royal Society für die Erlaubnis, dieses Bild unter einer CC BY-Lizenz zu veröffentlichen.
Bildnachweis: Henry Cavendish in Philosophical Transactions of the Royal Society, DOI: 10.1098/rstl.1798.0022
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