Messen der Masse mit einer Waage (Gravitation/Massenanziehung)

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Beispiele

Massenanziehung (Gravitation)

Wir kleben an der Erde wie diese Magnete an einer Eisenkugel...
  • Wir werden zur Erde hin angezogen, aber die Menschen in Australien auch!
  • Auf dem Mond fühlt man sich leichter!
  • Bei einem Magneten ziehen sich Nord- und Südpol bei großen Abständen weniger stark an.
Zwei Nordpole und der Südpol ziehen sich noch stärker an.
Ergebnis
  • Alle Körper ziehen sich gegenseitig an!
  • Je mehr Masse sie haben, umso stärker ist die Anziehungskraft.
  • Je näher die Gegenstände sind, desto stärker ist die Anziehungskraft.

Wiegen

Eine Balkenwaage mit einem Satz Gewichtstücke.
Wie schwer ist das Stück Styropor?
  • Wie funktioniert die Waage? Man vergleicht, wie stark der Gegenstand zur Erde gezogen wird also die Schwere!
  • Als Vergleichsgegenstände dienen genau hergestellte Gewichtsstücke.
Aber wie werden die Hergestellt? Woher weiß die Firma, was ein Kilogramm ist?
Was ist ein Kilogramm? (ntv-Mediathek)

Festlegung eines Kilogramms

Die Kopie "K4" des Standardkilogramms ist eine Kopie für die USA und wird im National Institute of Standards and Technology aufbewahrt.
  • Während der französischen Revolution wurde ab 1792 ein Maßsystem erdacht, bei dem ein Kilogramm genau der Masse von einem Liter (einem Kubikdezimeter) Wasser entspricht.
  • Das genaue Wiegen von einem Liter Wasser ist aber schwierig, weil das von der Temperatur, der Dichte und der Reinheit des Wassers abhängt.
So wurde 1878 in Frankreich ein Metallzylinder angefertigt, der so genau wie damals möglich die Masse von 1 Liter Wasser hat: Das Standard- oder Ur-Kilogramm.
Es ist ein Platin-Iridium-Zylinder von 39 Millimeter Höhe und 39 Millimeter Durchmesser und wird im Bureau International des Poids et Measures (BIPM) in Sèvres aufbewahrt. Von diesem Standard-Kilogramm wurden Kopien hergestellt und in viele Länder der Welt gebracht. Die deutsche Kopie hütet die Physikalisch-Technische Bundesanstalt in Braunschweig.
  • Wie wird danach verglichen?
Man vergleicht den Testgegenstand und das Standardkilogramm, indem man sie auf eine Balkenwaage legt und auf die gleiche Erdanziehung prüft. Ist die Waage im Gleichgewicht, so hat der Testgegenstand auch eine Masse von 1kg.
  • Wie stellt man kleinere oder größere Gewichtstücke her?
Möchte man ein Gewichtstück mit 100g Masse haben, so muss man 10 identische Kopien herstellen, die auf der Waage mit dem Urkilogramm im Gleichgewicht sind.
  • Auf der Suche nach einer besseren Definition
Was ist ein Kilogramm? (ntv-Mediathek)
Das rundeste Objekt der Welt! (mit deutschen Untertiteln)
World's Roundest Object! (Veritasium)
  • Erst 2020 hatte das Urkilogramm ausgedient. Heute wird das Kilogramm über die Festlegung von Naturkonstanten definiert. Aber immer noch ist 1kg ungefähr die Masse von einem Liter Wasser.


Links

Gravitation allgemein
Gravitation eines Kometen
Ebbe und Flut
Messen der Gravitation auf der Erde
Das Kilogramm
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