Wie wiegt man etwas, dass eine geringere Masse hat als Luft?
Ich hätte die Idee in einem Vakuum, aber bin mir unsicher ob es klappt, bzw so klappt wie ich es mir momentan vorstelle.
Würde ein Luftballon (mit Luft gefüllt) in einem Vakuum mehr wiegen als ohne Vakuum? Also das eigentliche Gewicht ist das gleiche, aber würde ich wenn ich die selbe Waage nutze nicht eine Differenz habe, da der Umgebungsdruck ja wegfällt? Helium zB. kann ich so nicht messen, vielleicht anhand des Auftriebs, aber aber einer normal Waage nicht, in einem Vakuum müsste doch aber auch Helium durch die Erdanziehungskraft gen Erde gezogen werden, richtig? Ist bei einer "normalen" Waage das Ergebniss das richtige? Also gemeint ist ob es tatsächlich diese Gewicht hat (auf der Erde ;P)?
Hoffe ihr versteht wie es gemeint ist :D
4 Antworten
du müsstest es tatsächlich im vakuum messen, da sonst die auftriebskraft der luft dein ergebnis beeinträchtigen würde. und ja ein luftballon würde dementsprechend im vakuum mehr wiegen als im "draußen". außerdem musst du zwischen gewicht und masse unterscheiden. die masse eines objekts ist immer die gleiche, das gewicht hängt mit der anziehungskraft der erde bzw anderer planten zusammen
Und wenn ich Helium in ein festen Stahlbehälter fülle? Ist ja fürs wiegen egal wenn ich es berücksichtige das dieser mehr wiegt, aber der ist ja stabil, ein solches Material dürfte sich nicht so stark ausdehnen können, ansonsten würden ja alles Versuche mit Vakuums (ist das die mehrzahl?) scheitern...
Ja Berechnen ist logisch, weil man weiß wie viele einzelbestandteile ein Heliumatom hat. Aber das will ich nicht :D Ich mein es ist sowieso nur eine theoretische Frage ;)
Ja Masse und Gewicht, weiß ich kam nur gerad nicht drauf, habs deshalb versucht zu umschreiben (mehr oder weniger verständlich...)
Nochmal zum Verständnis, wenn ich also einen 1L Heliumballon in einem Vakuum wiege, das Gewicht des Ballons abziehe (hier schon die Frage welches Gewicht, das wenn ich es "draussen" einzeln wiege oder im Vakuum?) habe ich dennoch noch nicht das Gewicht, weil es eigentlich weniger wiegen müsste? Ich müsste es doch in relation zu Luft bringen, da wir alles in Umgebung von Luft wiegen oder nicht?
Oder anders gefragt ein 1KG schwerer Gegenstand, wiegt in einem Vakuum mehr?
ja tut er. da ist nämlich die formel: Masse* Erdanziehungskraft= Gewicht
wenn dus nicht im vakuum machst wäre die formel: Masse*erdanziehung - auftriebskraft luft = Gewicht, da die luft durch ihren druck eine nach oben gerichtete kraft auf den gegenstand ausübt und somit das ergebnis verfälscht ->den gegenstand leichter macht
hoffe jetzt haben wirs :)
Jetzt haben wirs :D
Hach ich liebe es über so etwas sich zu unterhalten, habe nur wenige Leute mit denen ich mich auf diesem Level unterhalten kann :D
Aber ich finde ich bin gar nicht so doof ;) Hab die Schlussfolgerungen alle hinbekommen und meine Ansätze waren ja auch alles richtig (zumindest die theoretischen, das der Ballon platzt da habe ich dann doch nicht mehr drangedacht :PP)
Danke dir und viele Grüße aus dem schönen (mittlerweile auch dunklen) Norden
Bademeister ;)
haha ich find solche überlegungen auch spannend ;) das nächste mal wenn du so eine idee hast, steh germ wieder zur verfügung ;)
Ich werde mich melden ;) Mir fällt bestimmt etwas ein. Ich werde nun nur noch mit einem Block und Stift aus dem Haus gehen damit ich die Fragen auch nicht wieder vergesse ;)
Danke nochmal :P
Du musst unterscheiden zwischen Gewicht und Masse. Die Masse von etwas wird in Kilogramm gemessen und ist immer gleich, egal ob auf der Erde, im All oder wo auch immer. Das Gewicht oder genauer die Gewichtskraft ist eine Kraft und wird in Newton gemessen. Da kommt es natürlich drauf an, auf welchem Planeten man sich befindet usw.
Wenn etwas die gleiche Dichte hat wie Luft, dann wird die Gewichtskraft durch die Archimedeskraft ausgeglichen und das Objekt schwebt. Ist die Dichte noch geringer, überwiegt die Archimedeskraft und das Objekt fliegt nach oben. Die Gewichtskraft ist aber nicht die resultierende Kraft, die mal nach oben mal nach unten zeigt, sondern allein die Kraft, die durch die Erdanziehung entsteht.
Wie misst man die Gewichtskraft nun: Ich würde Folgendes vorschlagen:
Das Objekt in eine volle Badewanne mit Wasser reintun (so dass es vollständig unter Wasser ist) und das herausgeflossene Wasser aufsammeln und wiegen. Die Waage zeigt die Masse vom verdrängten Wasser m(Wasser) an.
Immer noch unter Wasser, die Kraft messen, mit der das Objekt nach oben gedrückt wird. Diese Kraft ist die Differenz zwischen der Gewichtskraft und der Archimedeskraft, welche wiederum der Gewichtskraft des verdrängten Wassers entspricht. Also:
F(Gesamt)=F(Archimedes)-F(Gewicht)
F(Gesamt) messen wir, F(Archimedes)=m(Wasser)g kennen wir aus der ersten Messung (g ist die Erdbeschleunigung), F(Gewicht) ist dann das Gewicht des Objekts, seine Masse ist durch m(Objekt)g=F(Gewicht) gegeben.
Ja aber ermittle ich dadurch nicht den Auftrieb, der nicht zwingend die gegenteilige Gewichtskraft ist?
Der Auftrieb ist F(Archimedes). Du willst (und kannst) F(Gewicht) bekommen, die Gewichtskraft deines Objekts.
Und der Auftrieb ist NICHT zwingend die gegenteilige Gewichtskraft, das gilt nur, wenn das Objekt unbeschleunigt ist. Ist es beschleunigt, dann rührt die beschleunigende Kraft gerade auf der Differenz zwischen Gewicht und Auftrieb.
Wenn wir also unser Objekt in die Badewanne tun, dann müssen wir es wohl oder übel irgendwie festhalten, damit es nicht beschleunigt und aus der Wanne rausspringt. :)
Die Waage umdrehen und vor den Wert ein Minuszeichen schreiben.
Damit würde ich, auch wenn ich das Gewicht des Ballons abziehe nicht auf das richtige Ergebniss kommen, da hier doch die Erdanziehungskraft entgegen dem Gewicht auf (oder in dem Fall unter ;P) der Waage steht.
Ausserdem hätte somit Helium ein Negativgewicht was bei keinem mir bekannten Stoff der Fall ist, auch Helium hat ein Eigengewicht, was jedoch nur die größere Dichte (Nicht Masse, ist in der Frage falsch, sorry) nicht so einfach gewogen werden kann...
Theoretisch kann man mit deinem "Verfahren" mit zusätzlichen rechnerischen Methoden das richtige Ergebnis ermitteln, aber ich will nicht rechnen, sondern (nur theoretisch) nur wiegen ;)
Aber danke ;)
Der Ballon würde platzen weil er durch den Druck des Vakuums zusammen gedrückt wird.
Und in einem Stahlbehältnis? Das würde nicht platzen und an dem Verfahren nichts verändern, ausser das eine größere Masse abgezogen werden muss ;)
obwohl der ballon im vakuum platzen würde weil sich die luft in ihm im umgebenden raum verteilen will... das würde also auch nicht klappen. dann müsste man das über die dichte angehen und darüber die masse und dann das gewicht bestimmen :)