THEMA:

Hallo,

in der Schule haben die Lehrer uns beigebracht, wie die Jahreszeiten entstehen und was es mit der Neigung der Erde zur Sonne damit zutun hat. Was sie uns nicht erzählten, warum die Neigung fast immer zum 21.06 bzw. zum 21.12 zur Sonne einmal im Norden und einmal im Süden ihren Höhepunkt erreicht. Welche Kraft steckt dahinter, dass dies zyklisch passiert? Und warum ist die Neigung fast immer 23 Grad? Warum nicht 90 Grad oder 10 Grad?

Ich hoffe, ihr könnt es mir umkompliziert erklären. Ich bin kein Wissenschaftler, komme trotzdem in der Welt zurecht.

Gruß Ich.

Seineunwissenheitinnatura schrieb:

Hallo,

in der Schule haben die Lehrer uns beigebracht, wie die Jahreszeiten entstehen und was es mit der Neigung der Erde zur Sonne damit zutun hat. Was sie uns nicht erzählten, warum die Neigung fast immer zum 21.06 bzw. zum 21.12 zur Sonne einmal im Norden und einmal im Süden ihren Höhepunkt erreicht. Welche Kraft steckt dahinter, dass dies zyklisch passiert? Und warum ist die Neigung fast immer 23 Grad? Warum nicht 90 Grad oder 10 Grad?

Ich hoffe, ihr könnt es mir umkompliziert erklären. Ich bin kein Wissenschaftler, komme trotzdem in der Welt zurecht.

Gruß Ich.

Zyklisch passiert es deshalb, weil sich die Erde in einem Jahr einmal um die Sonne bewegt. Es ist jedes Jahr das gleiche.

Die Neigung hat sich halt so ergeben. Allerdings taumelt die Erdachse schon ein bisschen, wie Kreisel, der nicht ganz senkrecht steht. Das erkennt man daran, dass der Polarstern, der etwa in der Verlängerung der Achse erscheint, mit der Zeit wegwandert. Es heißt, dass es ca. 26000 Jahre dauert, bis er wieder am gleichen Ort erscheint. In der Steinzeit "wussten" wir es genau : 25920 Jahre.

Die Neigung von etwa 23 Grad ist zufällig. Im Sonnensystem haben verschiedene Planeten ganz verschiedene Neigungen.

Für uns Menschen ist diese Neigung extrem vorteilhaft, sie wird auch durch den Mond stabilisiert. Das von Steinzeit-Astronom beschriebene Taumeln ist zum Glück relativ gering.

Wisst ihr, welche Kraft dahinter steckt? Man könnte meinen die Erde hängt in einen unsichtbaren Pendel.

Die Gravitationskraft ist verantwortlich für die Rotation der Erde um die Sonne.

Die Rotation der Erde um die eigene Achse ist eine Folge der Drehimpulserhaltung.

Die Rotation der Erde um die Sonne ist auch eine Folge der Drehimpulserhaltung.

Der meiste Drehimpuls des Sonnensystems steckt in den Planeten.

99% der Masse steckt jedoch in der Sonne.

Wenn ich das noch richtig weiß ist der Drehimpuls das Kreuzprodukt aus Radius und Kraft, also D = r x F, oder D = r x mxa. Wenn man die Masse der Planten und deren Potentialbeschleunigungen aufsummiert, kommt man zum Gesamtdrehimpuls, der in den Planeten steckt.

Das jetzt auszurechnen, die Mühe haben sich schon andere gemacht.

Thomas

Thomas schrieb:

Wenn ich das noch richtig weiß ist der Drehimpuls das Kreuzprodukt aus Radius und Kraft

Fast.
L¹ = r¹×p¹ = r²ω¹·m = b¹×v¹·m = ℓ¹·m
g¹ = -a¹ = ω¹×(r¹×ω¹) = ω¹×v¹
F¹ = m·g¹ ...

Oh. sehr viel Wissenschaft. Das muss erstmal verarbeitet werden. Bitte warten!

Seineunwissenheitinnatura schrieb:

Oh. sehr viel Wissenschaft.

Ich benütze den Einser als Exponenten anstatt des Vektorpfeils, also nicht verwirren lassen.

Rainer,

Sorry, stimmt, der Drehimpuls ist das Kreuzprodukt aus Radius und Impuls, also Radius mal Masse mal Geschwindigkeit. Nicht Masse mal Beschleunigung!

Kann ja nicht anders sein!

Thomas

Danke für die sehr wissenschaftliche Antworten. Wir können ja nächstes Mal die Augsburger Puppenkiste nehmen, damit ich es bildhaft zuverstehen bekomme! Leute, ich bin kein Wissenschaftler. Schaltet mal zwei Gänge zurück!!!!

Seineunwissenheitinnatura schrieb:

Danke für die sehr wissenschaftliche Antworten. Wir können ja nächstes Mal die Augsburger Puppenkiste nehmen, damit ich es bildhaft zuverstehen bekomme! Leute, ich bin kein Wissenschaftler. Schaltet mal zwei Gänge zurück!!!!

Danke für den Hinweis, allerdings sollen die Posts für alle Leser geeignet sein, also immer auch einen Gang höher.

Aber wenn es Dich nicht erreicht hat, dann kannst Du die Frage gerne nochmals anders formulieren.

ra-raisch schrieb:

Aber wenn es Dich nicht erreicht hat, dann kannst Du die Frage gerne nochmals anders formulieren.

Ja, denn diese Frage ist nicht präzise genug:

Seineunwissenheitinnatura schrieb:

Wisst ihr, welche Kraft dahinter steckt? Man könnte meinen die Erde hängt in einen unsichtbaren Pendel.

Kraft hinter was genau? Und warum Pendel? Was pendelt da? Dachte zuerst, du meinst das scheinbare Pendeln zwischen den Sonnenständen im Sommer und Winter, aber das sollte ja der Lehrer erklärt haben:

Seineunwissenheitinnatura schrieb:

in der Schule haben die Lehrer uns beigebracht, wie die Jahreszeiten entstehen und was es mit der Neigung der Erde zur Sonne damit zutun hat.

Also nochmal: Wegen der Neigung der Erdachse, die im Raum praktisch unverändert steht, zeigt die Achse im Norden im Sommer zur Sonne hin (sie erscheint am höchsten am 21.06) und im Winter auf der anderen Seite der Sonne dann von ihr weg (sie erscheint am tiefsten am 21.12). Das wiederholt sich jährlich immer gleich, weil die Erde sich nun mal um die Sonne bewegt und auf ihrer Bahn alle 365 Tage wieder da steht, wo sie am gleichen Kalendertag im Jahr zuvor auch war, wobei die Erdachse natürlich entsprechend auch wieder im gleichen Maß zur Sonne hin oder weg zeigt, von der Seite gesehen:

Sommer ↗ ⊙ ↗ Winter

Steht man auf der Nordhalbkugel (Pfeilspitze), dann ist man der Sonne ⊙ näher als im Winter und die Sonne erscheint auch höher am Himmel als im Winter. Auf der Südhalbkugel ist es genau anders herum von den Kalendertagen her: Unser Sommer ist deren Winter und umgekehrt. Noch Fragen?

Das mit der Entfernung gilt wohl eher für den Südhalbkugelwinter ...

de.wikipedia.org/wiki/Erdbahn#/media/Dat..._german_infotext.svg

Vermutlich würde Professor Gaßner die Frage mithilfe lediglich einer Orange nebst einer aufgespießten Traube beantworten. Und das Beste daran: der Fragesteller hätte die Sache dann auch verstanden.

Seineunwissenheitinnatura schrieb:

Welche Kraft steckt dahinter, dass dies zyklisch passiert? Und warum ist die Neigung fast immer 23 Grad? Warum nicht 90 Grad oder 10 Grad?

Es ist dieselbe Kraft, die dafür sorgt, dass ein sich drehender Kreisel nicht umfällt.

Genau, nun habe ich die Frage auch richtig eingeordnet.

Das Prinzip des Kreisels wird zB beim Gyroskop (Kreiselkompass) genutzt.
de.wikipedia.org/wiki/Kreiselinstrument
de.wikipedia.org/wiki/Kreiselkompass

Mit einem Schwungrad kann man zB die Richtung stabilisieren.
de.wikipedia.org/wiki/Schwungrad#Lagestabilisierung

Es gibt allerdings (ggf) Nutation, Präzession und andere Unregelmäßigkeiten.
de.wikipedia.org/wiki/Nutation_(Physik)
de.wikipedia.org/wiki/Pr%C3%A4zession

Anmerkung:

Wie der Autor des Beitrags ausführt ist er schlicht noch Schüler und im Verauf der Beantwortung der Frage wurde ein durchaus wissenschaftlicher Dialog den ich natürlich sehr begrüße. Aus einer ganz anderen Sicht sollten wir an unsere ersten Schultage erinnern wo wir mit der Faszination der Physik der Mathematik und vielen anderen Dingen in Kontakt kamen oder schlicht zum ersten mal in den Himmel schauten und sprachlos sahen was wir da noch nicht verstanden.

Interessierte suchen Antworten und viele Interessierte werden doch abgeschreckt von Formeln die sie (noch) nicht verstehen oder Begriffe deren Bedeutung sie (noch) nicht kennen. Ein Bspl. aus meinem Werdegang:

Bereits in den Anfängen meiner Schulzeit konnte ich mich für Mathe und Physik begeistern und konnte meine Lehrer nicht nur an den Rand des Universums sondern auch an den Rand der Verzweiflung bringen. Vor einiger Zeit schaute ich mit meiner damals dreijährigen Enkelin in den Himmel und sie fragte: , Opa was sind Sterne?

Ich denke die rein wisssenschaftlich fundierte Antwort hätte meine Enkelin zum einschlafen gebracht.

Ray schrieb:

Ich denke die rein wisssenschaftlich fundierte Antwort hätte meine Enkelin zum einschlafen gebracht.

Erfolgreiche Kommunikatoren berücksichtigen die Kompetenz ihrer Zuhörer beim Aufbau ihrer Rhetorik. Der amtierende POTUS liefert täglich Beispiele.

Hallo,

die Erde dreht sich innerhalb eines Jahres um die Sonne. Wie schon erwähnt wurde, das passiert einmal im Jahr und deswegen ist es immer das Selbe.
Die Erdachse ist um 23,4° geneigt. Wenn die Erdachse 90° wäre, gäbe es keine Jahreszeiten.
Je näher bzw. weiter ein Erdteil von der Sonne entfernt ist, desto wärmer bzw. kälter ist es und deswegen gibt es Sommer, Frühling Herbst und Winter.

L.G.
K.F.

wissenschaftler schrieb:

Je näher bzw. weiter ein Erdteil von der Sonne entfernt ist, desto wärmer bzw. kälter ist es und deswegen gibt es Sommer, Frühling Herbst und Winter.

Der Winkel (Sonnenstand) ist entscheidend, nicht die Entfernung.