Erdanziehungskraft - so erklären Sie sie Kindern anschaulich

Erdanziehungskraft und Erdmagnetfeld - zwei unterschiedliche Kräfte

Schon Babys setzen sich aktiv mit der Erdanziehungskraft auseinander: Sie lassen Spielzeuge und Gegenstände immer wieder zu Boden fallen, als wollten Sie prüfen, ob es immer wieder passiert und die zugrunde liegenden Regeln erkennen.

• Tatsächlich ist den meisten die Erdanziehungskraft sehr vertraut. Im Alltag macht sich kaum jemand Gedanken darüber, dass alle Gegenstände, die ein "Gewicht" auf die Waage bringen, von der Erde angezogen werden.
• Sobald sich Kinder jedoch mit der Wirkung von Magneten beschäftigen, kleine Experimente dazu durchführen und auch die Funktion eines Kompasses verstehen, neigen sie dazu (und auch Erwachsene denken das häufig noch), dass die Erdanziehungskraft durch das Magnetfeld der Erde hervorgerufen wird.
• Bevor Sie also nähere Erklärungen zu dem Phänomen "Erdanziehungskraft" geben, sollten Sie deutlich machen, dass es sich dabei um zwei verschiedene Kräfte handelt, die zwar beide (!) von der Erde ausgeübt werden, jedoch nicht nur unterschiedliche Wirkungen haben, sondern auch unterschiedliche Ursachen.
• Ganz klar sollte man hervorheben, dass die Erde "als Magnet" nur auf andere Magnete oder auf Eisen einwirkt und eine eindeutige Richtung hat, im einfachsten Fall "nach Norden".


Ab welcher Höhe ist man schwerelos?

Stimmt es, dass man sich nur in eine bestimmte Höhe begeben muss, um schwerelos zu sein? …

• Je nach Alter der Kinder kann man verdeutlichen, dass das Erdmagnetfeld durch große elektrische Strömungen im Erdinneren erzeugt wird, der sog. Geodynamo. Und natürlich können Sie darauf hinweisen, wie wichtig gerade Magnetfeld und Kompass für die Seefahrt waren.
• Die Erdanziehungskraft wirkt jedoch auf alle Gegenstände, die Gewicht haben. Sie wirkt auf der ganzen Erde gleich: Die Gegenstände fallen, wenn sie nicht gehalten oder gestützt werden, auf den Boden herunter, und zwar immer (auch am Nordpol!) in Richtung Erdmittelpunkt.
• Allein schon diese simplen und mit einfachen Experimenten nachvollziehbaren Unterschiede sollten Kindern (und auch Erwachsenen) klar machen: Magnetische Kraft und Erdanziehungskraft sind zwei wirklich unterschiedliche Kräfte.

Die Erdanziehungskraft erklären - den Übergang zur Gravitation schaffen

Was also erklären, wenn Kinder nach der Ursache dieses Phänomens fragen?

• Wirklich erklären im Sinne "Was ist die grundlegende Ursache?" kann man die Erdanziehungskraft natürlich nicht - selbst Physiker suchen ja noch dieses Rätsel in seinen letzten Teilen (Stichwort: Higgs-Teilchen) zu ergründen.
• Aber es gibt Hinweise: Genauso wie die magnetische (und auch die elektrische) Kraft ist auch die Erdanziehungskraft eine der Grundkräfte der Physik.
• Sie wirkt ganz einfach, weil Körper eine Masse haben, vereinfacht gesagt: Ein Gewicht auf eine Waage bringen.
• So wirkt Sie zwischen einem Ball und der Erde genauso wie zwischen Mond und Erde (Stichwort: Gezeiten), Sonne und Erde und auch zwischen zwei Frühstücksbrötchen, die vor Ihnen auf dem Tisch liegen.
• Im Fall der Frühstücksbrötchen ist so jedoch so verschwindend klein (Bereich: Nanonewton), dass sie unseren Alltag nicht beeinflusst.
• Mit dieser Gravitationskraft, der allgemeine Begriff zur "Erdanziehungskraft", hat sich zuerst der Physiker Isaak Newton auseinandergesetzt und die Universalität dieser Kraft erkannt. Jedem ist die berühmte Episode bekannt, in der Newton ein Apfel auf den Kopf fällt. 
• Jahre später - Newton hat das nicht mehr erlebt - zeigte der englische Physiker Henry Cavendish, dass die Wirkung der Massenanziehung nicht nur bei so großen Massen wie Erde und Mond für jeden sichtbar auftritt, sondern schon bei kleineren Massen Wirkung zeigt, wenn auch kleine. In seinem berühmten Experiment zogen sich zwei schwere Kugeln gegenseitig an. 
• Kinder fragen jetzt häufig, warum die Erde dann den Ball anzieht und nicht umgekehrt. Auch dies können Sie leicht erklären: Die Anziehungskraft ist immer (!) gegenseitig. Allerdings wird sich die kleine und leichte Masse (der Ball) wo eher in Bewegung setzen als die große und schwere Masse (die Erde). Einen Einfluss übt man jedoch aus, aber er ist unmessbar klein. Hat man allerdings - wie im Fall von Cavendishs Kugeln - zwei gleichgroße Massen, dann bewegen sie sich tatsächlich aufeinander zu.
• Und in diesem Zusammenhang können Sie auch noch einen Irrtum ausräumen: Astronauten sind nicht deshalb schwerelos, weil sie der Erdanziehungskraft "entrinnen". Diese wirkt im Prinzip, auch wenn sie etwas kleiner wird, auch in den Höhen, in denen sich Astronauten beispielsweise im Spaceshuttle befinden. Dort sind die Astronauten nahezu schwerelos, weil sie die Erdanziehungskraft mit einer anderen Kraft aufheben, nämlich der Fliehkraft auf ihrer Bahn um die Erde. Der gleiche Fall tritt übrigens bei den sog. Parabelflügen auf.
• Und dann können Sie natürlich auch noch die Anziehungskraft auf dem Mond diskutieren - ein äußerst spannendes Gebiet für kleine Wissenschaftlicher und Neugierige.