Planeten und Satelliten

Wirft man einen Körper schräg in die Höhe, so fällt er aufgrund seiner Schwerkraft wieder auf die Erde zurück. Wirft man ihn stärker, fliegt er weiter. Nun kann man den Körper mit einer solchen Geschwindigkeit abfeuern, dass er nicht mehr auf die Erde zurückfällt, sondern in eine kreisförmige Bahn um die Erde gerät. Der Körper fällt also andauernd um die Erde herum.

Aufgrund der Trägheitsbewegung würde sich der Körper geradlinig weiterbewegen und von der Erde entfernen. Die Gravitationskraft lässt ihn gleichzeitig zur Erde hin fallen. Die Gravitation als Zentripetalkraft zwingt den Körper zu der Kreisbahn.

Auf ähnliche Weise ergeben sich die Bahnen vieler Himmelskörper.

Die Bewegungen von Satelliten oder Raumstationen entsprechen einem nicht endenden freien Fallen. Eine Astronautin oder ein Astronaut scheint in der Raumkapsel zu schweben, in Wirklichkeit fällt sie bzw. er gleich schnell wie die Raumkapsel.

Satelliten bewegen sich in kreisähnlichen elliptischen Bahnen um die Erde. Um z. B. Fernsehprogramme zur Erde senden zu können, ist es nötig, dass sich der Satellit immer am selben Punkt über der Erde befindet (geostationärer Satellit). Der Satellit muss also genauso lang für die Umrundung der Erde brauchen wie die Erde für eine volle Umdrehung um ihre Achse (24 Stunden).

Der Mond kreist genauso um die Erde wie ein Satellit.

Die Planeten bewegen sich um die Sonne, wie sich der Mond um die Erde bewegt. Die Bahnen sind Ellipsen. Diese Erkenntnis geht auf Johannes Kepler zurück. Er formulierte drei Gesetze über die Bahnen und Umlaufzeiten der Planeten.