Mechanik - Masse und Gewichtskraft, Physikübungen

Ortsabhängige Fallbeschleunigung, Unterschied zwischen Masse und Gewichtskraft - Gesamtaufgabenbestand (lehrplanunabhängig) - 18 Aufgaben in 5 Levels

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    Gewichtskraft und Masse

    Der Betrag der Gewichtskraft \(F_G\), die auf einen Körper wirkt, hängt von seiner Masse \(m\) und der ortsabhängigen Fallbeschleunigung \(g\) ab. Mit dem zweiten Newtonschen Gesetz ergibt sich:
    \(\colorbox{#E8EFF5}{\(F_G=m\cdot g\)}\)
    Basiseinheit: \(\mathrm{N}\) (Newton)

    • Die Fallbeschleunigung hängt nur vom Ort ab.
      Beispiele nahe ihrer Oberflächen:
      Sonne: \(\approx 275~\mathrm{\dfrac{m}{s^2}}\)
      Erde: \(\approx9,81~\mathrm{\dfrac{m}{s^2}}\)
      Mond: \(\approx1,62~\mathrm{\dfrac{m}{s^2}}\)
      Die Gewichtskraft, die auf einen Körper wirkt, hängt daher vom Ort ab, an dem er sich befindet.

    • Die Masse eines Körpers hängt nur von der Art und Anzahl seiner Teilchen ab, aus denen er aufgebaut ist.
      Die Masse eines Körpers ist daher unabhängig vom Ort.
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Aufgabe

Aufgabe 1 von 3 in Level 1
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    • Die eines Körpers ist unabhängig davon, wo er sich auf der Erde befindet. Die  verwechseln viele mit dem Alltagsbegriff "Gewicht", wegen der gleichen Einheit.

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Stoff zum Thema
Gewichtskraft und Masse

Der Betrag der Gewichtskraft \(F_G\), die auf einen Körper wirkt, hängt von seiner Masse \(m\) und der ortsabhängigen Fallbeschleunigung \(g\) ab. Mit dem zweiten Newtonschen Gesetz ergibt sich:
\(\colorbox{#E8EFF5}{\(F_G=m\cdot g\)}\)
Basiseinheit: \(\mathrm{N}\) (Newton)

  • Die Fallbeschleunigung hängt nur vom Ort ab.
    Beispiele nahe ihrer Oberflächen:
    Sonne: \(\approx 275~\mathrm{\dfrac{m}{s^2}}\)
    Erde: \(\approx9,81~\mathrm{\dfrac{m}{s^2}}\)
    Mond: \(\approx1,62~\mathrm{\dfrac{m}{s^2}}\)
    Die Gewichtskraft, die auf einen Körper wirkt, hängt daher vom Ort ab, an dem er sich befindet.

  • Die Masse eines Körpers hängt nur von der Art und Anzahl seiner Teilchen ab, aus denen er aufgebaut ist.
    Die Masse eines Körpers ist daher unabhängig vom Ort.
Beispiel 1

Berechne die Gewichtskraft. Runde das Ergebnis auf die gültigen Ziffern.

Ein Astronaut auf dem Mond hat mit Raumanzug eine Masse von \(145~\mathrm{kg}\). Die Fallbeschleunigung beträgt auf dem Mond nur ca. \(1,62~\mathrm{\dfrac{m}{s^2}}\).

Beispiel 2

Berechne die gesuchte Größe. Runde das Ergebnis auf die gültigen Ziffern.

Auf Leo wirkt in München \(\displaystyle \left(g=9,81~\mathrm{\dfrac{m}{s^2}}\right)\) eine Gewichtskraft von \(\displaystyle 780~\mathrm{N}\). Berechne Leos Masse.

Beispiel 3

Wähle die richtige(n) Aussage(n) aus.

José kalibriert in Panama-Stadt eine digitale Waage, indem er ein Wägestück mit einer Masse von exakt \(\displaystyle 5,00~\mathrm{kg}\) auflegt und den Wert als \(\displaystyle 5,00~\mathrm{kg}\) in der Waage abspeichert.

Als Experiment nimmt er dann die Waage und das Wägestück mit auf seine Reise nach Nuuk, der Hauptstadt Grönlands. Dort legt er das Wägestück auf die Waage, die daraufhin \(\displaystyle 5,02~\mathrm{kg}\) anzeigt. Erkläre.

  1. Seine Waage muss beschädigt worden sein.
  2. Die Fallbeschleunigung in Nuuk ist größer als in Panama-Stadt.
  3. Das Wägestück hat in Nuuk mehr Masse und wiegt daher mehr.
  4. Die Gewichtskraft ist in Nuuk größer als in Panama-Stadt.