Gewichtskraft und Benutzer Diskussion:Joachim Stiller: Unterschied zwischen den Seiten

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Die '''Gewichtskraft,''' auch '''Gewicht,''' ist die durch die Wirkung eines [[Schwerefeld]]es verursachte [[Kraft]] auf einen [[Körper (Physik)|Körper]]. Im [[Rotierendes Bezugssystem|rotierenden Bezugssystem]] eines Himmelskörpers (wie dem der Erde) setzt sich dieses Schwerefeld aus einem [[Gravitation]]santeil und einem kleinen [[Zentrifugalkraft|Zentrifugalanteil]] zusammen. Die Gewichtskraft ist [[lotrecht]] nach [[unten]] gerichtet, was beinahe, aber nicht genau, der Richtung zum [[Erdmittelpunkt]] entspricht.
== Folgende Artikle müssen gelöscht werden ==
Die folgenden Artikel müssen gelöscht werden:


Als [[Formelzeichen]] wird meist <math>\vec F_\text{G}</math> oder <math>\vec G</math> verwendet. Die [[Internationales Einheitensystem|SI-Einheit]] für die Gewichtskraft ist das [[Newton (Einheit)|Newton]]&nbsp;(N).
* [[Marcel Duchamp: Fontain]]
* [[Raffael:Die Schule von Athen]]


== Betrag, Richtung und Angriffspunkt ==
== Neu anzulegende Artikel ==
Die Gewichtskraft <math>\vec F_\text{G}</math> kann als Produkt der [[Masse (Physik)|Masse]] <math>m</math> mit der [[Schwerebeschleunigung]] <math>\vec g</math> berechnet werden:


:<math>\vec F_\text{G} = m \, \vec g</math>
[[Acrylmalerei]]


Abgesehen von geringen Unregelmäßigkeiten ist die Gewichtskraft eines Körpers stets zum Mittelpunkt des [[Himmelskörper]]s hin gerichtet, auf dem er sich befindet, da das Schwerefeld in guter Näherung ein [[Radialfeld]] ist. In den meisten Anwendungen erreicht man aber auch eine ausreichende Genauigkeit, wenn man das Schwerefeld als [[homogenes Feld]] ansieht, nämlich dann, wenn alle Abmessungen viel kleiner als der Radius des Himmelskörpers sind. In diesem Fall hat die Gewichtskraft an jedem Ort gleiche Richtung und gleiche Stärke.
[[Gouache]]


Die [[Trajektorie (Physik)|Bahnkurve]] eines bewegten starren Körpers verläuft genau so, als griffe die gesamte Gewichtskraft im [[Massenmittelpunkt|Schwerpunkt]] des Körpers an. Das gilt auch für die Bewegung des Schwerpunkts eines Systems mehrerer Körper. Ist die Gewichtskraft die einzige wirkende Kraft, so befindet sich der Körper bzw. das Mehrkörpersystem im Zustand des [[Freier Fall|freien Falls]]. Da die [[Trägheit]] eines Körpers von der Masse in derselben Weise abhängt wie die Gewichtskraft, sind die Beschleunigungen aller frei fallenden Körper gleich. Die [[Fallbeschleunigung]] hängt also nicht von der Masse oder anderen Eigenschaften des Körpers ab, sondern höchstens von seinem Ort.
[[Tempera]]


== Gewichtskraft auf der Erde ==
{{Hauptartikel|Schwerefeld der Erde}}
Auf der Erdoberfläche kann man für die Schwerebeschleunigung den Näherungswert <math>g = 9{,}81 \, \mathrm{\tfrac{m}{s^2}}</math> verwenden.<ref>{{Literatur| Autor=Eberhard Brommundt, Gottfried Sachs,  Delf Sachau| Titel=Technische Mechanik: Eine Einführung| Auflage=4| Verlag=Oldenbourg Verlag| Ort=München| Datum=2007| ISBN=978-3-486-58111-9| Seiten=70| Online=[https://books.google.de/books?id=LdpeoDUgJjMC&pg=PA70 Google Books]}}</ref>


Möchte man die Gewichtskraft auf der Erde jedoch genauer bestimmen, so ist die Ortsabhängigkeit der Schwerebeschleunigung (<math>g = 9{,}78 \, \mathrm{\tfrac{m}{s^2}}</math> am Äquator bzw. <math>9{,}83 \, \mathrm{\tfrac{m}{s^2}}</math> an den Polen<ref>{{Literatur| Autor=Karlheinz Kabus| Titel=Mechanik und Festigkeitslehre| Auflage=8| Verlag=Carl Hanser Verlag| Ort=München| Datum=2017| ISBN=978-3-446-45320-3| Seiten=121|Online=[https://books.google.de/books?id=nuczDwAAQBAJ&pg=PA121 Google Books]}}</ref>) durch [[Normalschwereformel|Schwereformeln]] zu berücksichtigen, beispielsweise durch die [[Formel von Somigliana]]. Für diese Ortsabhängigkeit gibt es verschiedene Ursachen:
[[Tafelbild]]
# die durch die [[Erdrotation]] verursachte [[Zentrifugalbeschleunigung]],
# die unterschiedliche Stärke der Gravitation aufgrund der [[Erdabplattung]],
# lokale [[Gravitationsanomalie]]n.
Auf der Erdoberfläche hängen die ersten beiden Effekte von der [[geographische Breite|geographischen Breite]] ab: der erste, weil die Breite den Abstand des Standorts von der Erdachse bestimmt; der zweite, weil die Breite den Abstand vom Erdmittelpunkt und die genaue Verteilung der Erdmasse in Bezug zum Standort bestimmt. Dazu kommt eine Abhängigkeit von der [[Höhe (Geodäsie)|Höhe]] des Standorts über der Erdoberfläche.


== Gewichtskraft und Masse {{Anker|Gewicht}}==
[[Wandbild]]
In der [[Alltagssprache]] wird vom ''Gewicht'' eines [[Körper (Physik)|Körpers]] gesprochen, ohne zu unterscheiden, ob damit seine Masse oder seine Gewichtskraft gemeint ist. Dennoch handelt es sich um sehr unterschiedliche physikalische Begriffe:
* Die Masse ist ein Maß dafür, wie stark ein Körper ganz allgemein von [[Gravitationsfeld]]ern beeinflusst wird und wie sehr er sich Beschleunigungen widersetzt ([[Trägheit]]).
* Die Gewichtskraft hingegen gibt an, wie stark ein Körper konkret von der Erde oder dem Himmelskörper, auf dem er sich befindet, angezogen wird.
Die Masse ist daher eine dem Körper innewohnende Eigenschaft, während die Gewichtskraft Resultat eines äußeren Einflusses auf den Körper ist.


Demzufolge ist die Masse eines Körpers, unabhängig von dem Ort, an dem er sich befindet (Erde, [[Mond]], [[Schwerelosigkeit]],&nbsp; …), stets gleich, während die auf ihn wirkende Gewichtskraft von der Schwerebeschleunigung abhängt (auf dem Mond beträgt die Gewichtskraft nur ungefähr ein Sechstel derjenigen auf der Erde, d.&nbsp;h., die Gewichtskraft eines Körpers der Masse 100&nbsp;kg auf dem Mond ist ungefähr so groß wie die eines Körper der Masse 16,5&nbsp;kg auf der Erde; in der Schwerelosigkeit spürt man keine Gewichtskraft):
[[Leinwand]]


{| class = "wikitable" style = "text-align: center"
== Die folgenden Kategorien sind so weit fertig ==
|-
! rowspan = 2 | Masse !! colspan = 3 | Gewichtskraft …
|-
| '''… auf der Erde'''          <br /><math>\left( g \approx 9{,}81 \, \mathrm{\tfrac{m}{s^2}} \right)</math>
| '''… auf dem Mond'''          <br /><math>\left( g \approx 1{,}62 \, \mathrm{\tfrac{m}{s^2}} \right)</math>
| '''… in der Schwerelosigkeit'''<br /><math>\left( g =      0      \, \mathrm{\tfrac{m}{s^2}} \right)</math>
|-
| ''' 100 kg''' || ca. 981 N ||    162 N || 0 N
|-
| '''16,5 kg''' || ca. 162 N || {{0}}27 N || 0 N
|}


Bis 1960 war es üblich, die Kraft in der Einheit [[Kilopond]]&nbsp;(kp) anzugeben. Diese war so definiert, dass die Gewichtskraft auf der Erde, gemessen in Kilopond, dieselbe [[Physikalische Größe#Zahlenwert und Einheit|Maßzahl]] hatte wie die Masse in Kilogramm (<math>1 \, \mathrm{kp} = g \cdot 1 \, \mathrm{kg}</math>). Danach wurde das Kilopond im [[SI-Einheitensystem]] durch die Einheit Newton (1&nbsp;kp = 9,80665&nbsp;N ≈ 1&nbsp;[[Newton (Einheit)#Gebräuchliche Vielfache|daN]]) ersetzt. Seither haben die Masse und die Gewichtskraft Maßzahlen, die sich näherungsweise um den o.&nbsp;g. Faktor <math>9{,}81</math> unterscheiden.
Die folgenden Kategorien sind so weit fertig... Sie können aber jeder Zeit noch weiter ergänzt und ausgebaut werden...


== Messung ==
* [[:Kategorie:!Hauptkategorie]]
{{Hauptartikel|Kraftmessung|Waage}}
Messgeräte zur ''direkten'' Feststellung einer Gewichtskraft sind Kraftmesser, beispielsweise [[Federwaage]]n. Allerdings verfälscht der [[Statischer Auftrieb|statische Auftrieb]] das Ergebnis, was sich insbesondere bei Körpern geringer [[Dichte]] bemerkbar macht.


''Indirekt'' kann man die Gewichtskraft auch durch Wägung und anschließende Umrechnung des [[Wägewert]]s bestimmen. Bei einer genaueren Betrachtung der Funktionsweise einer Waage stellt man fest, dass die eigentliche direkt erfasste Messgröße ohnehin die um den Auftrieb verfälschte Gewichtskraft ist, auch wenn als Wägewert eine Masse angezeigt wird. So vergleicht z.&nbsp;B. eine einfache [[Balkenwaage]] die ''Kräfte,'' die die beiden Massen auf ihre jeweilige Waagschale ausüben.
* [[:Kategorie:Soziales Leben]]


== Siehe auch ==
* [[:Kategorie:Kunst]]
* {{WikipediaDE|Gewichtskraft}}
* {{WikipediaDE|Gewicht}}


== Literatur ==
* [[:Kategorie:Philosophie]]
Gewichtskraft wird in vielen in die Mechanik einführenden Büchern erklärt. Beispielhaft seien hier genannt:
* {{cite book |author=Paul A. Tipler, Gene Mosca |title=Physik |publisher=Spektrum Verlag |year=2006 |edition=6. Aufl.}} ISBN 978-3-8274-1945-3.
* Christian Gerthsen, Dieter Meschede: ''Physik.'' Springer Verlag ([https://books.google.ch/books?id=oP7aW8UT1csC&printsec=frontcover Gerthsen: ''Physik''] auf Google Books).


== Einzelnachweise ==
* [[:Kategorie:Wissenschaft]]
<references />


[[Kategorie:Klassische Mechanik]]
* [[:Kategorie:Geschlecht]]
[[Kategorie:Masse (Physik)]]
[[Kategorie:Gravitation|F]]
[[Kategorie:Materie]]
[[Kategorie:Physik]]


{{Wikipedia}}
* [[:Kategorie:Mensch]]
 
* [[:Kategorie:Gott]]
 
* [[:Kategorie:Hierarchien]]
 
* [[:Kategorie:Anthroposophie]]
 
* [[:Kategorie:Gesellschaft]]
 
* [[:Kategorie:Geistesleben]]
 
* [[:Kategorie:Kultur]]

Version vom 28. Februar 2018, 03:30 Uhr

Folgende Artikle müssen gelöscht werden

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Neu anzulegende Artikel

Acrylmalerei

Gouache

Tempera


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Wandbild

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Die folgenden Kategorien sind so weit fertig

Die folgenden Kategorien sind so weit fertig... Sie können aber jeder Zeit noch weiter ergänzt und ausgebaut werden...