Hier wird der Unterschied zwischen den beiden physikalischen Größen „Masse“ und „Gewichtskraft“ eines Körpers besonders deutlich. Während die Masse m des Körpers unabhängig vom Ort überall gleich bleibt, ändert sich seine Gewichtskraft G je nach Ort und der dort herrschenden Fallbeschleunigung. Versuche haben gezeigt, dass nur der Luftwiderstand für den unterschiedlich schnellen Fall von verschiedenartigen Körpern ausschlaggebend ist. In einem Vakuum würden eine Flaumfeder und ein Metallstück gleich schnell fallen. Daraus folgt, dass die Masse in Bezug auf die Fallgeschwindigkeit keine Rolle spielt. Fallgeschwindigkeit: 2.9 Gewichtskraft FG Einheit: N (Newton) [‘nju:t( )n] Auf einen Körper von 1 kg Masse wirkt bei 9,81 m/s2 die Gewichtskraft: (10 N = 1 Kp [1 Kilopond] alte Einheit) Diese Kraft wurde früher im technischen Maßsystem als Krafteinheit verwendet. Die Kraft, die eine bestimmte Masse bewirkt, ist abhängig von der örtlichen Fallbeschleunigung. Das „Gewicht“ kann im allgemeinen Sprachgebrauch verschiedene Bedeutungen haben: • Masse m, gemessen in kg, als Ergebnis einer Wägung. • Gewichtskraft FG, gemessen in N, gleich Masse . Ortsfaktor. • Gewichtsstück (Wägestück) als Vergleichsstück (Referenzmasse) bei Balkenwaagen. Beispiel Welche Gewichtskraft übt eine Person auf eine Unterlage aus, wenn sie eine Masse von 80 kg hat? a) auf der Erde b) auf dem Mond g = 1,6 m/s2 FG = m . g 80 . 9,81 = 784,8 N FG = m . g 80 . 1,60 = 128 N Auf der Erde hat die Person eine Gewichtskraft von 784,8 N. Auf dem Mond hat die Person eine Gewichtskraft von 128 N. 784,8 = 6,131 128 Auf dem Mond hat die Person nur mehr ein Sechstel der Gewichtskraft. 2.10 Auftrieb FA Der Auftrieb eines in eine Flüssigkeit eingetauchten Körpers ist gleich der Gewichtskraft des verdrängten Flüssigkeitsvolumens. Man kann sagen, auf den Körper wirken zwei Kräfte: die eigene Gewichtskraft FG und der Auftrieb FA. 4 Gewichtskraft/Auftrieb Physikalische Grundlagen Normfallbeschleunigung 9,80665 m/s2 Äquator 9,78 m/s2 Nord-/Süd-Pol 9,84 m/s2 Mond 1,60 m/s2 Sonne 270 m/s2 Mars 3,80 m/s2 Jupiter 23,20 m/s2 Tabelle 2.2: v = 2 2 g . h Gewichtskraft = Masse x Fallbeschleunigung FG = m . g 1 N = 1 kg . 1 m s2 FG = Gewichtskraft in kgm s2 g = Fallbeschleunigung in m s2 m = Masse in kg FG = m . g 1 kg . 9,81 m/s2 = 9,81 N ≈ 10 N = Abb. 1: Auftrieb und Gewichtskraft Auftrieb ascending force; buoyancy Balkenwaage (beam) balance eingetauchter Körper immersed body Flüssigkeitsvolumen liquid volume Gewichtskraft force of weight Körper body; substance Krafteinheit unit of force Kräfteverhältnis balance of power Luftwiderstand air resistance Maßsystem measuring system Metallstück metal piece e MUSTER
RkJQdWJsaXNoZXIy Mjg5NDY1NA==