Alfred Böge Technische Mechanik - PP99

190
Als ein Maß für die Menge an Materie (z. B. Luftmenge,
Wassermenge, Stahlmenge) wurde die
Masse m eingeführt. Sie ist damit auch zugleich
ein Maß für die Trägkeit des Körpers.
Die gesetzliche und internationale Einheit der
Masse m ist das Kilogramm (kg).
1 Gramm (g) ¼ 10 3 kg; 1000 g ¼ 1kg
1 Tonne (t) ¼ 10 3 kg; 1000 kg ¼ 1t
Jeder Körper auf der Erde oder auf einem anderen
Planeten unterliegt der Schwerkraft (Massenanziehungskraft).
Diese Kraft nennt man Gewichtskraft
(Formelzeichen: FG). Sie kann mit der Federwaage
am frei aufgehängten Körper gemessen werden.
Die Masse m eines Körpers und seine Gewichtskraft
FG sind zwei physikalische Größen verschiedener
Art, man darf sie nicht miteinander verwechseln.
Daher sollen beide Größen noch klarer
voneinander abgegrenzt werden:
Ein z. B. 1-kg-Wägestück (man sollte nicht Gewichtsstück
sagen) behält überall auf der Erde –
auch auf anderen Planeten – seine Materiemenge
und damit auch die gleiche Trägheit.
Dagegen ändert sich die Gewichtskraft FG des
Wägestückes von der Masse m ¼ 1 kg bei jedem
Ortswechsel. Das liegt an der Fallbeschleunigung
g, die sich mit dem Ort ändert.
Beispielsweise ist die Gewichtskraft des Kilogrammstücks
auf der Sonnenoberfläche etwa
28mal so groß wie auf der Erde, während sie auf
dem Mond nur etwa 1/6 der Erd-Gewichtskraft
beträgt.
Auch auf der Erde selbst bleibt die Gewichtskraft
FG eines Körpers nicht überall gleich groß,
weil sich die Fallbeschleunigung g bis zu 0,5%
ändert, wenn man sie einmal an den Polen und
zum anderen am Øquator misst. Zu internationalen
Vergleichen hat man eine Normfallbeschleunigung
gn festgelegt. Die zur Normfallbeschleunigung
gehörende Gewichtskraft heißt Normgewichtskraft
FGn.
4 Dynamik
Beachte:
Viel Materie ¼ große Masse m ¼ große
Trägheit.
Wenig Materie ¼ kleine Masse m ¼ kleine
Trägheit.
Die Masse kann durch Wägung mit der Hebelwaage
gemessen werden. Als gesetzliche Basiseinheit
wurde dazu das Kilogramm (kg)
eingeführt, dessen internationaler Kilogramm-Prototyp
(ein Platin-Iridiumzylinder)
im Internationalen Bürofür Maße und
Gewichte in Sèvres bei Paris aufbewahrt wird.
In DIN 1304 (Allgemeine Formelzeichen)
wird FG als Formelzeichen für die Gewichtskraft
empfohlen.
Ein Körper hat viele physikalische Eigenschaften.
Sie werden durch Größen verschiedener
Art beschrieben, z. B. die Temperatur
T, die Wärmeleitfähigkeit l, und auch
die Masse m und die Gewichtskraft FG.
Die Gewichtskraft FG ändert sich mit dem
Ort, die Masse m dagegen bleibt überall
dieselbe.
Hinweis: Den formalen Zusammenhang
zwischen Masse m, Gewichtskraft FG und
Fallbeschleunigung g zeigt das dynamische
Grundgesetz für Gewichtskräfte auf Seite
192 unten.
Beispiele:
Normfallbeschleunigung (international
festgelegt):
gn ¼ 9,80665 m/s 2
Fallbeschleunigung in Øquatornähe
gä ¼ 9,78049 m/s 2
Fallbeschleunigung in Polnähe
gp ¼ 9,83221 m/s 2