Der Duden besagt, dass Gravitation die „Anziehungskraft zwischen Massen, besonders in Richtung auf den Erdmittelpunkt wirkenden Anziehungskraft der Erde“ ist. Sie wird auch Schwerkraft genannt.
Die Energie, die durch die Gravitation entsteht, wird auch potentielle Energie genannt. Sie ist auch im Grunde genommen bloß eine andere Form der Höhenenergie. In diesem Sinne verwenden wir auch schon heute die Gravitationsenergie – nämlich unter anderem in Staudämmen. Dort wird das Wasser gestaut, das von, zum Beispiel, einem Berg runterfließt. Das Wasser erhält eine Höhenenergie durch das Aufstauen. Diese Energie wird langsam durch eine oder mehrere Turbine im Staudamm in kinetische Energie umgewandelt. Die potentielle Energie ist nur vorhanden, weil es auch die Gravitation gibt.
Aber wer hat denn die Schwerkraft entdeckt?
Die Entdeckung der Schwerkraft
Die Geschichte zur Entdeckung der Gravitation hört sich an, wie eine Anekdote: Es soll dem englische Physiker Isaac Newton um die Jahre 1665 und 1666 geschehen sein, als er unter einem Apfelbaum meditiert hat und ihm schließlich ein Apfel auf den Kopf gefallen ist. Newton beginnt zu grübeln und führt den Begriff „gravity“ (Gravitation) ein. Sein Werk zur Schwerkraft, das „Philosophia naturalis Principia Mathematica“ ist erst über zwanzig Jahre später (1687) erschienen. Das war das erste Mal, das die Gravitation mathematisch beschrieben wurde.
Ansonsten ist die Kraft, die zum Erdmittelpunkt wirkt auch schon altindischen Autoren aufgefallen. Außerdem entdeckte schon Aristoteles, dass die Erde der Körper ist, der die Anziehung zu anderen Körpern hervorruft. Es gibt noch andere die diese Feststellung gemacht haben, wie zum Beispiel Muhammad ibn Musa, Al-Biruni, Alhazen, Al-Khazini und schließlich auch Galileo Galilei, die aber alle (außer Galileo Galilei) eher unbekannt sind.
Wie berechnet man die Gravitationsenergie?
Die Gravitationsenergie ist ja gleich der potentiellen Energie, die ein Körper besitzen kann. Wie leitet man diese her?
Dazu benutzt man das zuallererst das Gravitationsgesetz, mit der man die auf einen Körper wirkenden Kraft auswirken kann, wobei F = m * a ist:
Diese Gleichung stellt man nach der Beschleunigung (a) um, um sie schließlich in die Gleichung für die potentielle Energie einzusetzen: Epot = m * g(=a) * h. Daraus folgt:
Die Höhe ist dabei gleich dem Radius, deswegen wird er rausgekürzt, und die potentielle Energie ist negativ, weil deren Nullpunkt im Unendlichen liegt. Schließlich bleibt:
Das „Z“ zeigt dabei nur an, wohin der Radius gehört, beziehungsweise, ist dafür da, dass die beiden Massen unterschieden werden können.
Ist es nun möglich durch Gravitation Energie zu gewinnen?
Nach langem Durchforsten des Internets ist mir klar geworden, dass es im Grunde genommen keine neue Möglichkeit gibt Energie durch Gravitation zu gewinnen. Das Magnetfeld der Erde an sich ist letztlich leider zu schwach um daraus einen Nutzen zu ziehen.
Aber wie man sieht, wird die Schwerkraft in Form von Höhenenergie (wie am Anfang schon erwähnt) bei Staudämmen und Wasserkraftwerken schon verwendet. Also ist die Nutzung der Gravitation nicht unbedingt etwas neues.
Die, im Moment, mir einzige noch bekannte Möglichkeit, die Gravitation zur Energieentwicklung zu verwenden, ist, das Bessler Rad zu bauen. Ein Rad, das durch die Schwerkraft angetrieben wird und das niemals aufhört sich zu drehen – also die perfekte Idee für ein leider nie zu verwirklichendes Perpetuum Mobile. Wobei Johann Bessler selbst von sich aus behauptet hat, es entwickelt zu haben, und auch, dass es von anderen überprüft worden ist.
Die Gravitation – Energie von morgen?
Das ist eine sehr gewagte Behauptung: Die Wahrscheinlichkeit, die Schwerkraft einzusetzen, um daraus Energie zu gewinnen, wird wohl von vielen von vornherein als Perpetuum Mobile abgewinkt. Aber darf man wirklich so vorschnell urteilen? Nikola Tesla hat schließlich auch einige Erfindungen gemacht, die von Anfang an ausgelacht wurden, wieso soll dann nicht Bessler es geschafft haben eine Maschine entwickelt zu haben, die mit Gravitation läuft?
Also, mein Vorschlag wäre, dass man für alles kommende offen ist, schließlich sind wir mit unserer Technologie schon so weit fortgeschritten wie man es vor hundert Jahren kaum für möglich gehalten hätte. Wir werden also sehen, ob wir in hundert Jahren nicht jeder ein eigenes Gravitationskraftwerk in unserem Haus stehen haben und durch eine grüne Zukunft wandern.
Quellen:
http://www.duden.de/suchen/dudenonline/Gravitation
https://de.wikipedia.org/wiki/Schwerkraft#Geschichte
http://library.thinkquest.org/C007571/german/advance/background1.htm
http://de.wikipedia.org/wiki/Potentielle_Energie
http://de.wikipedia.org/wiki/Gravitationsenergie
http://de.wikipedia.org/wiki/Gravitationsenergie
http://www.physikerboard.de/topic,21982,-potentielle-grativationsenergie.html
