0.13 : Gravitational Force

In den Jahren vor Newton herrschte der allgemeine Glaube vor, dass Objekte am Himmel andere Gesetze regeln als Objekte auf der Erde. Als Kepler die drei Gesetze der Planetenbewegung niederschrieb und die geometrischen Eigenschaften der Planetenbahnen um die Sonne im einzelnen erklärte, gab es keine unmittelbare Idee, ihren Zusammenhang mit fundamentaleren Gesetzen zu erkennen. Es war Isaac Newton, der 1665/66 den Zusammenhang zwischen der Planetenbewegung, der Bewegung des Mondes um die Erde und dem alltäglichen Phänomen von Objekten, die auf die Erdoberfläche fallen, herausfand. Dieses universelle Phänomen ist heute als Gravitation bekannt.

Obwohl es heute üblich klingt, war die Aussage, dass das gleiche Phänomen die Bewegung von Objekten auf der Erde und die Bewegung des Mondes um die Erde bestimmt, zu Newtons Zeiten revolutionär. Er fand heraus, dass die Beschleunigung des zentripetalen Mondes um die Erde und die Beschleunigung durch die Schwerkraft ein Verhältnis haben, das umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung des jeweiligen Objekts von der Erde ist. Da die Beschleunigung unabhängig von der Masse ist, muss die Kraft nach seinen Bewegungsgesetzen proportional zur Masse sein. Diese Einsicht veranlasste ihn, das nach ihm benannte Gravitationsgesetz zu formulieren.

Eine weitere Information, die zur Vervollständigung des Newtonschen Gravitationsgesetzes erforderlich war, war die Gravitationskonstante, die experimentell abgeleitet wurde. Das erste erfolgreiche Experiment zur Messung der Konstante wurde von Henry Cavendish durchgeführt. Sobald der Wert dieser Konstante zusammen mit den Newtonschen Bewegungsgesetzen bekannt war, konnten die Keplerschen Gesetze der Planetenbewegung abgeleitet werden.