Was ist der Zusammenhang zwischen Masse und Gewichtskraft

Physik → Mechanik → Unterschied Masse und Gewicht

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In diesem Artikel wird der Unterschied zwischen Masse und Gewicht anschaulich erklärt.

Viele haben oft Schwierigkeit den Unterschied zwischen Masse und Gewicht zu verstehen. Auf der Erde gilt folgender Zusammenhang zwischen diesen Größen: \[\text{Masse }=\frac{\text{Gewicht}}{\text{Erdbeschleunigung}}\] Die Erdbeschleunigung ist überall auf der Erdoberfläche in guter Näherung gleich groß (g=9,81 m/s^2). Das ist auch der Grund, warum wir manchmal die Sinnhaftigkeit, diese Begriffe zu unterscheiden, in Frage stellen.

Die Masse eines Körpers gibt an, wie schwer er ist (wie viel Materie in ihm enthalten ist).

Das Gewicht (die Gewichtskraft) eines Körpers gibt an, welche Kraft er aufgrund der (Erd)anziehungskraft auf den Boden ausübt.

Die Masse eines Körpers bleibt also überall gleich groß. Das Gewicht eines Körpers hängt von der Gravitation ab. Beispielsweise ist die Anziehungskraft auf dem Mond um einiges geringer als auf der Erde. Damit ist auch das Gewicht (= die Gewichtskraft) des Körpers auf dem Mond um einiges geringer als auf der Erde!

Die Masse eines Körpers ist überall gleich groß, während das Gewicht von der Gravitation (wie etwa Erdanziehung) und von der Masse abhängt.

Für gewöhnlich wird die Masse eines Gegenstandes mit einer Waage gemessen. Eigentlich misst man mit einer Waage die Gewichtskraft des Gegenstandes! Wir sehen uns zwei Typen von Waagen an.

Es ist eine Schalenwaage abgebildet. Legt man einen Gegenstand in die Schale der Waage, so wird sie nach unten gedrückt. Wie weit sie nach unten gedrückt wird hängt von der Gewichtskraft des Gegenstandes ab. Die Gewichtskraft hängt wiederum von der Masse des Gegenstandes ab. Diese Waage würde am Mond weniger anzeigen, da dort eine geringere Anziehungskraft vorherrscht!

Es ist eine Balkenwaage abgebildet. Legt man einen Gegenstand in eine Schale der Waage, so wird diese Seite durch die Gewichtskraft des Gegenstandes nach unten gedrückt. Legt man in die andere Schale einen Gegenstand, der gleich schwer ist, wie der Gegenstand in der anderen Schale, so ist die Waage ausgeglichen. Ist die Masse eines Gegenstandes bekannt, so lässt sich die Masse des anderen Gegenstandes bestimmen. Mit diesem Typ von Waage lässt sich durch Vergleich der Gewichtskräfte die Masse messen. Die Waage funktioniert auch am Mond! Denn es geht hier nur um Gewichtsunterschiede! Wir versuchen den Unterschied anhand von einfachen Fragestellungen zu erklären. Gehe alle Aufgaben durch und versuche anschließend dir selbst den Unterschied zu erklären.

Doch vom Standpunkt eines Physikers aus ist das falsch. Denn Kilogramm ist nicht die Einheit für Gewicht, sondern die Einheit für Masse. Zwischen Gewicht (genauer gesagt Gewichtskraft) und Masse besteht ein entscheidender Unterschied: Die Masse eines Körpers ist überall gleich, das Gewicht nicht.

Personenwaage

Was ist eigentlich der Unterschied zwischen Kraft und Masse? Genau dies sehen wir uns in diesem Artikel an. Dabei gehe ich auf den Zusammenhang zwischen Kraft und Masse ein. Dieser Artikel gehört zu unserem Bereich Physik bzw. Mechanik.

Die Begriffe Kraft und Masse werden oft im Physik-Unterricht verwendet. Und gerne auch verwechselt. Wir sehen uns nun die Definition dieser beiden Begriffe einmal genauer an. Daraus ergibt sich der Unterschied zwischen Kraft und Masse. Wir sehen uns auch ein Beispiel dazu an. Aber zunächst zu den Begriffen:

Masse: Die Masse ist eine Eigenschaft eines Körpers. Sie gibt an, wie leicht oder schwer oder wie träge ein Körper ist. Es spielt dabei keine Rolle, ob sich dieser Körper auf der Erde oder auf dem Mond befindet. Seine Masse ist immer gleich.
Kraft: Eine Kraft kann einen Körper verformen oder beschleunigen. Nach dem 2. Newtonschen Gesetz erhält man die Kraft, indem man die Masse mit der Beschleunigung multipliziert.

Sehen wir uns den Unterschied zwischen Kraft und Masse einmal mit einem Beispiel an.

Beispiel 1:

Wir nehmen einen kleinen Stein, 1 kg schwer. Dieser liegt auf dem Boden der Erde. Im Anschluss wird genau dieser Stein unverändert auf den Mond gebracht. Wie ändert sich dadurch seine Masse? Wie ändert sich die Gewichtskraft?

Lösung:

Der Stein hat eine Masse von 1 kg. Dies schreibt man in der Physik mit m = 1 kg. Ob dieser Stein nun auf der Erde oder auf dem Mond ist, ändert an seiner Masse nichts. Diese ist immer m = 1 kg. Bei der Gewichtskraft sieht es anders aus. Die Beschleunigung auf der Erde ist eine andere als auf dem Mond. Und da sich die Kraft als Produkt aus Masse und Beschleunigung ergibt, ist die Gewichtskraft des Steines zwischen Erde und Mond verschieden.

Berechnen wir dies doch einfach mal. Die Beschleunigung auf der Erde ist etwa 9,81 m/s2. Die Beschleunigung auf dem Mond etwa 1,62 m/s2. Die Masse für den Stein hatten wir mit 1 kg angenommen.

Wie man klar sehen kann: Die Kraft - genauer gesagt die Gewichtskraft - ist auf Mond und Erde komplett verschieden. Hinweis: Je nach Lehrer, Buch oder Internet-Website werden etwas andere Bezeichnungen in der Formel verwendet. Bitte daher nicht wundern, wenn in einer anderen Quelle die Formel bzw. Berechnung anders aussieht.

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