Im folgenden Kapitel soll nun auf eine “Kraft” eingegangen werden, die allgegenwärtig ist, die Gewichtskraft. In diesem Kapitel sollen die Begriffe “Masse”, “Gewicht”, “Gewichtskraft” und “Schwerkraft” genauer betrachtet werden. Das Wort “Gewicht” wird im Alltag oft mit “Masse” gleichgesetzt. Dabei versteht man in der Physik unter Gewicht die durch Anziehung zum Erdmittelpunkt gerichtete Kraft eines Körpers. Die Entstehung der Kraft beruht darauf, dass sich zwei Körper anziehen.
Zu Beginn sollte erwähnt werden, dass die Masse m unabhängig von Gravitation (Erdbeschleunigung g), also der Gewichtskraft ist. Die Masse m ist überall dieselbe, egal ob auf dem Mond oder der Erde. Die Masse ist ein Maß dafür, wie viel “Materie” in einem Körper ist. Während die Masse m eines Körpers unabhängig von seinem Aufenthaltsort (z.B. Erde, Mond …. ) immer gleich ist, ist die auf ihn wirkende Gewichtskraft durch die Schwerebeschleunigung (auf der Erde als Erdbeschleunigung g bezeichnet) abhängig.
Die Gewichtskraft gibt an, mit welcher Kraft ein Körper auf den Boden bzw. Unterlage drückt. Die Gewichtskraft setzt sich zusammen aus Masse (m) mal Erdbeschleunigung (g) bzw. Beschleunigung (a), FG = m·a bzw. FG = m·g (auf der Erde). Die Gewichtskraft entsteht dadurch, dass die Erde Körper anzieht (dies gilt natürlich auch für andere Planeten).
Dies lässt sich besser an einem Beispiel erkennen, die Masse m = 100 kg auf dem Mond (a = 1,6 m/s²) und der Erde (a bzw. g = 9,8 m/s²). So beträgt die Gewichtskraft auf dem Mond 160 N und auf der Erde 980 N ( 1 N = 1 kg·m/s²)
Das Wort “Gewicht” zu definieren ist relativ schwierig, da es nicht nur im physikalischen Sinn verwendet wird. So wird das Wort “Gewicht” in der Physik nicht verwendet (-> Masse), außerhalb der Physik wird Masse auch als Gewicht bezeichnet.
Überträgt man nun diese Wortvorstellung in die Physik, so ist das Gewicht allgemein ein Maß dafür, wie stark die Schwerkraft auf einen Körper wirkt (in Richtung Boden). Das Gewicht hängt also davon ab, wie stark die Schwerkraft auf einen Körper wirkt, so wiegt ein Mensch auf der Erde mehr, als auf dem Mond.
Schwerkraft wird auch als Gravitation bezeichnet und bewirkt die gegenseitige Anziehung von Massen, so dass alle Körper auf der Erde nach unten fallen. So wird auf der Erdoberfläche alles durch die Schwerkraft nach unten zur Erde hin gezogen. Dies gilt auch auf anderen Planeten. Die Schwerkraft bzw. Gravitation bewirkt im Sonnensystem die Bahnen der Planeten. Allgemein gilt: Je größer bzw. schwerer ein Körper ist, desto größer ist die Schwerkraft, die auf ihn einwirkt. Vorstellen kann man sich die Schwerkraft als Anziehungskraft, die Körper aufgrund ihrer Masse entwickeln, Voraussetzung für das Wirken dieser Kraft ist, dass die Körper eine Masse haben.
Die Gewichtskraft ist die Kraft, mit der ein Körper aufgrund seiner Masse von der Erde angezogen wird. Sie wird auch als Schwerkraft oder Gravitationskraft bezeichnet.
Die Einheit der Gewichtskraft ist das Newtons (N).
Die Gewichtskraft wird berechnet durch das Produkt aus Masse (in kg) und Fallbeschleunigung (in m/s²). Die Formel lautet: G = m * g.
Die Masse ist eine Eigenschaft eines Körpers und bleibt immer gleich, während das Gewicht eine Kraft ist und je nach Standort des Körpers variiert (z.B. auf dem Mond ist es geringer).
Die Erdbeschleunigung beträgt durchschnittlich etwa 9,81 m/s² auf der Erdoberfläche.
Ja, die Gewichtskraft ändert sich leicht, wenn man sich auf der Erde bewegt, z.B. ist sie an den Polen größer als am Äquator.
Wenn die Masse eines Körpers zunimmt, dann nimmt auch die Gewichtskraft zu.
Auf dem Mond ist die Gewichtskraft nur etwa ein Sechstel so groß wie auf der Erde, da die Mondmasse kleiner ist und damit die Gravitationskraft geringer ist.
Ja, auf schwebende Körper wirkt immer noch eine Gewichtskraft. Sie werden jedoch durch eine andere Kraft (z.B. Luftwiderstand) im Gleichgewicht gehalten.
Weil in einem frei fallenden Aufzug alle Teile (einschließlich der Person) gleich beschleunigt werden, so dass es aussieht, als ob die Gewichtskraft verschwunden wäre.