Die Masse m eines Körpers ist ein Maß für seine Trägheit. Sie hängt allein vom Körper ab. Dagegen wird der Körper von der Erde oder einem anderen Himmelskörper mit der Kraft G angezogen. Ursache ist die Gravitationskraft. Die Gewichtskraft G hängt von den Massen beider Körper und von ihrem Abstand ab.

Begrifflich scheint es zwischen Masse m und Gewichtskraft G keinerlei Zusammenhang zu geben.

Dennoch gibt es einen gesetzmäßigen Zusammenhang, der zu einer Deutung herausfordert.

Im Schülerversuch kannst du den Zusammenhang leicht finden:

Für einen Gegenstand bestimmst du mit einer Waage die Masse (in Gramm). Mit einem Kraftmesser bestimmst du die Gewichtskraft G (in N), mit der der Körper an einem festen Ort von der Erde angezogen wird. Das wiederholst du für viele Gegenstände. Die Wertepaare (m,G) trägst du in eine Tabelle und in einen m-G-Graphen ein (Gewicht G nach oben, Masse m nach rechts). (Hinweis)

Als Ergebnis kannst du Aussagen machen über:

1. die Art des m-G-Graphen [G(m)-Graphen],

2. über das Verhalten der Steigung des m-G-Graphen,

3. über den Wert der Steigung des m-G-Graphen.

Notiere diese Aussagen auf dein Protokollblatt.

Die Steigung des m-G-Graphen wird g = G/m genannt. Sie heißt Ortsfaktor g, weil ihr Wert vom Ort abhängt. An einem festen Ort ist er konstant. Du solltest bei uns etwa den

erhalten. An den Polen der Erde ist er etwas größer, am Äquator etwas kleiner. Am Mond hat er etwa 1/6 dieses Wertes.

Mehr zur Tatsache, dass Gewichtskraft G auf einen Körper und Masse/Trägheit m an einem festen Ort zueinander proportional sind, konnte erst Einstein aussagen.

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Hinweis Eigentlich müsste die Masse/Trägheit durch einen Beschleunigungsversuch ermittelt werden. Handelsübliche Waagen sind aber dazu passend kalibriert.

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( Juni 2014 )