Masse und Gewichtskraft – Vergleich 07:08 min
Transkript Masse und Gewichtskraft – Vergleich
Hallo, das Thema dieses Videos ist die Masse. Ich möchte euch nun erklären, warum sie ortsunabhängig ist. Wir wissen bereits, was die Gewichtskraft ist. Wir haben gelernt, dass sie ortsabhängig ist. Sie hängt nämlich davon ab, wie groß die Stärke der Gravitation an dem jeweiligen Ort ist. Im Gegensatz dazu wollen wir jetzt mal 2. die Masse betrachten. Betrachten wir zunächst wieder die Gewichtskraft. Sie ist, wie der Name schon sagt, eine Kraft. Ihr Formelzeichen ist F und ihre Einheit Newton (N). Übrigens, die eckigen Klammern bedeuten, dass man nun die Einheit des jeweiligen Formelzeichens wissen will. Nun zur Masse. Im alltäglichen Gebrauch sagen wir auch Gewicht zu ihr. Ihr Formelzeichen ist meist ein kleines m. Und ihre Einheit, die kennen wir. Unser Körpergewicht wird zum Beispiel in ihr gemessen, dem Kilogramm (kg). Wir wollen nun auch die Art der Messung der beiden Größen vergleichen. Für die Gewichtskraft benutzt man häufig einen Federkraftmesser. Und für die Masse kann man zum Beispiel eine Balkenwaage verwenden. Wir hängen nun ein Auto an ihn heran und betrachten, wie weit sich die Feder ausdehnt. Sie dehnt sich hier zum Beispiel um 60 cm aus. Und das ist eine Balkenwaage. So was kennen wir. Sie ist dort beweglich und man kann sie nach links und nach rechts kippen. Führen wir nun zunächst eine Messung auf der Erde durch. Wir hängen nun eine Müllabfuhr an die linke Seite. Die Waage würde natürlich sofort nach links kippen, deswegen müssen wir auf die rechte Seite Gewichte stellen, ziemlich schwere Gewichte in diesem Fall. Also zum Beispiel sind die beiden Gewichte gleich schwer, 2 × 6t und das ergibt dann 12 t auf der rechten Seite. Dann muss, wenn die Waage gerade ist, auch die Müllabfuhr 12 t schwer sein, denn es findet ja ein Ausgleich zwischen diesen beiden Gewichten auf der linken und auf der rechten Seite statt. Übrigens 1 t kann man auch umrechnen in die Basiseinheit kg. 1 t entspricht nämlich genau 1000 kg. Nun fliegen wir mal kurz auf den Mond und führen dort die gleichen Messungen durch. Wir sehen, die Ausdehnung der Feder hat sich verringert. Sie beträgt nun nur noch 10 cm. Das liegt an der geringeren Anziehungskraft des Mondes. Sie beträgt nur 1/6 der der Erde. Das Auto erscheint uns also leichter zu sein als auf der Erde. Dies ist aber nicht der Fall. Betrachten wir nun mal die Balkenwaage. Sie hat sich weder nach links bewegt, noch das rechts. Und die Gewichte auf der rechten Seite sind die gleichen geblieben, 12 t. Die Müllabfuhr wiegt also auch auf dem Mond 12 t. An dieser Messung mit der Balkenwaage haben wir nun also gesehen, dass die Masse ortsunabhängig ist. Das heißt, egal, an welchem Ort wir uns im Universum befinden, wir wiegen immer gleich viel, sogar wenn wir uns schwerelos fühlen. Denn das hat ja was mit der Gewichtskraft zu tun, die ja, wie wir wissen, ortsabhängig ist. Ja und was ist eine Masse? Woran kann man eine Masse erkennen? Zunächst einmal ist jede Masse träge, das heißt, dass sie einen Widerstand gegen jegliche Veränderung ihres Bewegungszustandes ausübt. Wird keine Kraft auf die Masse ausgeübt, erhält sie ihren aktuellen Zustand bei. Außerdem erkennen wir Massen daran, dass sie eine gravitative Wirkung haben. Das heißt, alle Massen ziehen sich gegenseitig an. Das merken wir vor allem bei sehr großen Massen, wie zum Beispiel dem Mond. Aber auch dein Stift und dein Tisch ziehen sich gegenseitig an. Das merken wir nur nicht, weil die Kraft so klein ist. So nun wisst ihr, was eine Masse ist. Und ihr wisst auch, dass, egal wo man sich befindet, die Masse immer gleich groß ist, egal ob auf dem Mond, auf der Erde oder irgendwo im Weltall, im Gegensatz zur Gewichtskraft. Die hängt nämlich davon ab, wo du dich befindest. Ich hoffe, ich konnte euch helfen mit meinem Video über die Masse.
Videobeschreibung
Hallo, in diesem Video wird dir erklärt, was Masse, Gewicht und Gewichtskraft sind und worin die Unterschiede liegen. Die werden dir am Beispiel der Balkenwaage und der Federwaage erklärt und es wird dir gezeigt was passiert, wenn man Masse oder Gewichtskraft auf einem anderen Himmelskörper, zum Beispiel dem Mond misst. Und dann lernst du noch, was die Formelzeichen und Einheiten für Kräfte und Massen sind.
Die Tutorin:
Bsc
Masse und Gewichtskraft – Vergleich
Masse und Gewichtskraft – Vergleich Übung
Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Masse und Gewichtskraft – Vergleich kannst du es wiederholen und üben.
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Nenne Eigenschaften von Masse und Gewichtskraft.
Tipps
Schaue dir noch einmal das Video an, wenn du nicht weiter kommst.
Lösung
Die Gewichtskraft ist eine Kraft. Sie hängt von der Masse und der Gravitation eines Objektes ab. Da die Gravitation ortsabhängig ist, ist auch die Gewichtskraft ortsabhängig. Das Formelzeichen der Gewichtskraft ist F und die Einheit Newton: [F] = N.
Die Masse ist eine grundlegende Eigenschaft der Materie und somit ortsunabhängig. Ihr Formelzeichen ist m und die Einheit Kilo: [m] = kg.
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Erkläre die Gewichtskraftmessung mit dem Federkraftmesser an unterschiedlichen Orten.
Tipps
Überlege dir noch einmal, welche Größe gemessen wird und wovon diese Größe abhängt.
Lösung
Bei der Federkraftmessung wird die Gewichtskraft eines Objekts gemessen. Diese hängt von der Gravitation und der Masse ab. Also ergibt eine Messung auf dem Mond eine kleinere Auslenkung als eine Messung desselben Objekts auf der Erde, weil die Gravitation auf dem Mond geringer ist als auf der Erde.
Die gemessene Größe ist die Gewichtskraft, die von der Gravitation am Ort der Messung und der Masse des Objekts abhängt.
Auf der internationalen Raumstation würde sich die Feder überhaupt nicht ausdehnen, da hier keine Gravitation vorliegt.
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Nenne die Hilfsmittel, mit denen man die Masse eines Körpers auf dem Mond messen kann.
Tipps
Welche Größen werden mit einer Balkenwaage und einem Kraftmesser gemessen?
Wie hängen Gewichtskraft und Masse zusammen?
Lösung
Um eine Balkenwaage zu verwenden, braucht man immer einen Massensatz, sonst kann man sie nicht ins Gleichgewicht bringen.
Um eine Messung mit einem Kraftmesser durchzuführen, braucht man nicht unbedingt einen Massensatz. Man muss aber die Gravitationskraft auf dem Mond kennen, um aus der gemessenen Gewichtskraft die Masse auszurechnen.
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Erkläre, welche Eigenschaften Massen besitzen.
Tipps
Unter welchen Bedingungen sind Massen träge?
Welche Größe wird von einer Waage gemessen?
Lösung
Alle Massen ziehen sich gegenseitig an. Da die Anziehungskraft für große Massen groß und für kleine Massen nur klein ist, bemerken wir die Anziehungskraft von kleinen Massen im Alltag jedoch nicht.
Die Trägheit von Massen gilt immer, auch mitten im Weltraum, wo es keine Gewichtskraft gibt. Es braucht immer eine Kraft, um ruhende Massen zu beschleunigen oder sich bewegende Massen abzubremsen.
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Nenne Eigenschaften der Messung mit einer Balkenwaage.
Tipps
Welche Größe wird gemessen? Ist diese Größe ortsabhängig?
Lösung
Eine Messung mit einer Balkenwaage auf dem Mond zeigt das gleiche Ergebnis wie auf der Erde, weil die Masse gemessen wird, die ortsunabhängig ist.
Eine Messung mitten im Weltraum ist nicht möglich, da hier keine Gewichtskraft herrscht. Ohne Gewichtskraft kann man auch keine Massen messen. Massen haben dann keinen Effekt (Schwerelosigkeit).
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Nenne die richtigen Aussagen zu dem Experiment.
Tipps
Welche Größe wird gemessen? Ist diese Größe ortsabhängig?
Lösung
Man kann die experimentelle Überprüfung auch auf dem Mond vornehmen. Die gemessenen Gewichtskräfte sind ein Sechstel der auf der Erde gemessenen Gewichtskräfte. Da das für alle Messingstücke gilt, ist das eine immer noch sechs mal so schwer wie alle anderen zusammen.
Eine Balkenwaage funktioniert auch. Man kann die erste Behauptung überprüfen, indem das schwerste Messingstück auf eine Seite der Waage legt und die sechs anderen auf die andere Seite. Ist die Waage im Gleichgewicht, hat man die Behauptung bestätigt. Um die zweite Behauptung zu überprüfen, vergleicht man immer zwei Massen.
Ein Weltraumfahrer fernab von allen Sternen kann die Feder gar nicht zum Messen von Gewichtskräften benutzen, da es dort keine Gewichtskraft gibt. Er befindet sich ja in Schwerelosigkeit.
Das schwerste Stück muss nicht unbedingt sechs mal so schwer sein wie eines der vier gleich schweren. Zum Beispiel kann das schwere Stück 6 kg wiegen, die vier gleich großen Stücke 0,5 kg und die anderen beiden 1 kg und 3 kg.
26 Kommentare
hat echt mega geholfen das video liebe diese Seite jetzt schon
Hallo Jarsimed,
dies ist ein Beispielwert für die Feder. Es geht hier nur darum, wie sich die identische Feder bei gleicher Masse auf der Erde und auf dem Mond verhalten würde.
Liebe Grüße aus der Redaktion.
ich verstehe nicht wie man darauf kommt auf die 60cm bei dem Federkraftmesser.Bitte köntet ihr mir eine antwort schreiben?
Danke
ich Weiss nicht was gewichtskraft ist bitte ein video nur fuer masse berechnen
nicht verstanden aber egal kappa
War sehr hilfreich!!!
#Video hat mir NICHT weiter geholfen '_'
@Alexander Thies
Das ist sehr schade. Wenn du mir sagst, was du nicht verstehst, kann ich dir vielleicht weiterhelfen.
ich bin mal ganz ehrlich das Video hilft mir nicht
Danke für das Viedeo! Hat mir sehr geholfen (:
@M Walch
Es sind zwei Größen die hier unterschieden werden müssen. Die Gewichtskraft F_G mit der Einheit Newton und die Masse m mit der Einheit kg.
Die Masse m ist bei ein und dem selben Körper immer konstant.
Die Gewichtskraft F_G unterscheidet sich aber von Ort zu Ort.
Interessanter Weise bestimmt eine Waage nie die Masse eines Körpers sonder seine Gewichtskraft gibt dafür dann aber ein Ergebnis in kg aus.
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10 kg ist gleich 10 kg
nicht: deswegen 10kg nicht = 10kg
@Sorvyet & Anakin S.
Die Masse ist klassisch eine Konstante, die vom Stoff abhängt nicht vom Ort. Besitzt dein Körper eine Masse von 60 kg, besitzt du diese sowohl auf der Erde wie auch auf dem Mond.
Der Unterschied ist der Ortsfaktor g, dieser wird auch Erdbeschleunigung genannt. Mit diesem kannst du die Gewichtskraft bestimmen die durch eine Masse bewirkt wird.
Es gilt: Gewichtskraft ist gleich Masse mal Ortsfaktor.
F_G=m*g
Erde: F_G= 60 kg * 9,81 m/s^2 = 588,6 N
Mond: F_G= 60kg * 1,62 m/s^2 = 97,2 N
Du besitzt also die selbe Masse, wirst aber mit einer kleineren Kraft nach unten gezogen.
Nein 10 Kg auf der Erde ist nicht = 10 Kg auf Mond weil es auf dem Mond eine andere gravitation gibt es wird nicht so stark ins mondinnere gezogen desswegen 10 Kg nicht = 10 Kg
Aber ist es dann nicht so, dass: 10kg auf der Erde =/= 10kg auf dem Mond sind? Ist dann nicht Masse genauso abhängig.
Ich habe es nicht richtig verstanden ('~')
Irgendwie höre ich ab der 45 sekunde nichts mehr!:(
Lieder ist der Kommentar nach einer Weile verschwunden-bitte reparieren!
kann ich hier eine frage stellen
Ab wann gibt es in der 7 auf dem gymmie einen Preis?
Hallo liebe Sandra,
dieses Video ist hervorragend aufgebaut. Ich werde meinen Schülern das genauso erklären.
Vielen Dank
echt gut erklärt :)
tolle erklärung!!!
kann man die masse auch mit einer personalwaage messen ??
super erklärt! Danke!