@ChessTom:
Ich glaube, wir reden aneinander vorbei. Wahrscheinlich erkläre ich einfach schlecht. Ich versuch es noch mal:
1. ein Satellit besitzt eine konstante Höhe. Das liegt daran, dass er um die Erde kreist (wie Du schon sagtest: er hat eine Geschwindigkeit) und die dadurch verursachte Zentrifugalkraft die Schwerkraft genau aufhebt.
2. meine Annahme war, dass der Astronaut eine konstante Höhe (10cm) besitzt, ohne sich in einem nennenswerten Medium zu befinden. Also muss er um den Mond kreisen, damit eine Zentrifugalkraft auf ihn wirkt, welche die Schwerkraft genau aufhebt. Diese würde dann auch auf den Bleistift wirken. (Abweichungen durch den größeren Abstand sind hier zu vernachlässigen.)
Wenn Du mit schweben meinst, dass der Astronaut still steht (relativ zur Mondoberfläche), geht das ganze natürlich nicht. Dann wäre die Umlaufgeschwindigkeit des Astronauten um den Mondmittelpunkt zu gering (ein Umlauf in ca. einem Monat). Aber in der Aufgabenstellung steht, dass der Astronaut "fliegt" deswegen ist es möglich, dass der Astronaut eine Geschwindigkeit relativ zur Mondoberfläche hat. Und das "Schweben" in der Abstimmung würde ich dann einfach etwas großzügiger auslegen.
