Physik · P3 · Bewegungen und Kräfte

Masse, Gewichtskraft und Ortsfaktor

Im Alltag sagt man: Ein Apfel wiegt 180 g. Physikalisch stecken darin zwei verschiedene Größen. Die Masse m misst man in Kilogramm mit der Balkenwaage, sie bleibt überall gleich. Die Gewichtskraft F_G misst man in Newton mit dem Federkraftmesser, sie hängt vom Ort ab: F_G = m · g. Den Ortsfaktor g bestimmst du hier selbst.

So gehst du vor

1Wähle einen Körper. Er hängt am Kraftmesser und liegt zugleich links auf der Waage.
2Lege rechts Massestücke auf, bis die Waage im Gleichgewicht ist. Das ist die Masse des Körpers.
3Lies am Kraftmesser die Gewichtskraft ab und tippe auf „in die Tabelle“.
4Wiederhole das für alle Körper und für jeden Ort. Erst dann die Auswertung zeigen.

Ort

Körper

Massestücke auf der Waage: 0 g

Waage: m

– g

Kraftmesser: F

1,77 N

Der Knopf „in die Tabelle“ geht erst, wenn die Waage im Gleichgewicht ist. Der Kraftmesser misst bis 10 N und streut um etwa 0,02 N.

Gewichtskraft über der Masse: Erde

Zu jedem Ort gibt es eine eigene Tabelle. Die Steigung der Geraden ist der Ortsfaktor g.

Nr.	Masse m in g	Gewichtskraft F_G in N

Und du?

Deine Masse

60 kg

Erde: 589 N, so viel wie 60 kg auf der Erde

Mond: 97 N, so viel wie 10 kg auf der Erde

Mars: 223 N, so viel wie 23 kg auf der Erde

Aufträge

Bringe die Waage auf der Erde mit dem Apfel ins Gleichgewicht. Wechsle dann zum Mond, ohne die Stücke zu ändern. Was geschieht mit der Waage, was mit dem Kraftmesser? Warum?
Miss auf der Erde alle Körper außer der Hantel und bestimme g aus der Steigung. Wie groß ist die Gewichtskraft von 1 kg?
Bestimme g auch auf Mond und Mars. Wievielmal kleiner ist g dort?
Warum ist „Ein Apfel wiegt auf dem Mond nur 30 g“ physikalisch falsch? Wie sagt man es richtig?
Eine Küchenwaage arbeitet mit einer Feder oder einem Kraftsensor und zeigt Gramm an. Was zeigt sie auf dem Mond für einen Apfel von 180 g an? Würde die Balkenwaage das Gleiche anzeigen?
Wie nah liegt die Gewichtskraft der Hantel auf der Erde am Messbereich des Kraftmessers? Was tust du, wenn der Messbereich nicht reicht?
Wähle Körper X und bestimme seine Masse mit der Waage und mit dem Kraftmesser. Vergleiche.
Wähle Planet X und bestimme den Ortsfaktor. Löse erst danach auf. Wie viel Mal so groß wie auf der Erde ist er?