Personenwaagen enthalten meistens Federn (wie Kraftmesser). Trotzdem tragen sie Maßbezeichnung kg. Unter welchen Vorraussetzungen stimmt die Anzeige?
Frage aus dem Physik Buch.
2 Antworten
Kraftmesser, das ist ein gutes Stichwort. Was passiert, wenn Du mit einem Massestück und einem Kraftmesser an der Küste entlang fährst und immer in zehn Metern Höhe über dem Mittleren Meeresspiegel deine Messung wiederholst? Was passiert, wenn Du auf dem Weg vom Toten Meer zum Himalaya deine Messung alle 200 Höhenmeter wiederholst? Wie sieht es auf dem Mond aus und auf dem Mars? Was passiert in einem schnell drehenden Karussell (=künstlich erhöhte Schwerkraft)?
Schreibe zunächst deine Vermutung zu jeder meiner Fragen auf und versuche die Antwort durch eine Berechnung nach Newtons Schwerkraft-Theorie zu beweisen.
Die, die sich wiegen, sind an ihrer Masse, angegeben in Kilogramm interessiert.
Weder interessiert sie ihre Gewichtskraft auf dem Mond noch eine Angabe ihrer Körpermasse in atomaren Masseneinheiten. Obwohl beides durchaus eine Aussagekraft hätte.
Die Federwaage misst eine Kraft F und gibt eine Masse m aus.
Das klappt nur, wenn Masse und Kraft in einem festen Verhältnis stehen.
Auf der Erdoberfläche klappt das ganz gut, das Verhältnis g = F/m ist überall nahezu gleich.
Die Masse ist ortsunabhängig. Die bleibt gleich. Die Masse hängt nur von Körper selbst ab. Die Gewichtskraft ist jedoch ortsabhängig. Je größer der Abstand zum Erdmittelpunkt, desto kleiner die Gewichtskraft. Die Gewichtskraft auf dem Mond beträgt 1,6N pro kg. Auf dem Mars 3,7N auf 1kg. Die Antwort auf die Frage mit dem Karussell weiß ich nicht. Aber was hat das mit den Federn einer Personenwaage zutun? Wenn sie ebenfalls Federn wie ein Kraftmesser hat, warum trägt sie dann die Maßbezeichnung kg?