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Aufgaben zur Gravitation: Masse und Gewichtskraft

Massenanziehung (Gravitation)

1) Massen messen

Im Unterricht haben wir die Masse einer Tafel Schokolade gemessen.

a) Wie haben wir das gemacht?

Mein Fahrrad hat eine Masse von ca. 12 Kilogramm.

b) Was ist eigentlich "ein Kilogramm"? Genauer: Wie wurde festgelegt, was "ein Kilogramm" ist?

2) Gravitation

Wir erleben ständig, dass Dinge zu Boden fallen oder zum Boden hin gezogen werden.

a) Wie kann man dieses Phänomen erklären?

b) Nenne noch weitere Gegenstände, die von der Gravitation zusammengezogen werden.

4) Ebbe und Flut

An der Nordsee kann man regelmäßig sehen, wie die Wasserhöhe sich ändert.

a) Wie oft am Tag gibt es Ebbe und wie oft Flut?

b) Wie kann man das erklären?

c) Warum sind Ebbe und Flut an der Nordsee viel stärker als an der Ostsee?

5) auf dem Mond I

a) Auf dem Mond "fühlt sich alles leichter an". Welche der Aussagen beschreibt das korrekt? Begründe.

1. "Auf dem Mond haben alle Gegenstände eine kleinere Masse."
2. "Auf dem Mond haben alle Gegenstände eine kleinere Gewichtskraft."
3. "Auf dem Mond werden die Gegenstände nicht so stark angezogen."

b) Wie kann man es erklären, dass auf dem Mond ein Gegenstand mit einer geringeren Gewichtskraft angezogen wird, als auf der Erde?

Gewichtskraft und Ortsfaktor

1) Gewichtskraft berechnen

• Mit welcher Gewichtskraft werden diese Gegenstände zur Erde gezogen?

a) eine Tafel Schokolade b) ein Kilogramm Mehl c) 350 g Zucker d) du selbst!

2) ein Schulranzen

Ein Schulranzen wird mit einer Kraft von 36N zur Erde gezogen.

• Welche Masse hat der Ranzen?

3) auf dem Mond II

Auf den Mond hat man verschiedene Gegenstände von der Erde mitgenommen. Bereits auf der Erde hat man die Massen dieser Gegenstände mit einer Balkenwaage bestimmt. Mit einem Federkraftmesser messen die Astronauten nun auf dem Mond, wie stark die Gegenstände vom Mond angezogen werden.

a) Warum müssen die Astronauten die Massen der Gegenstände auf dem Mond nicht noch einmal messen?

b) Trage die Messergebnisse in ein Koordinatensystem ein. Falls du schon ein Koordinatensystem mit Messwerten auf der Erde hast, dann trage sie dort ein! (x-Achse: Masse [math]m[/math] in [math]\rm kg[/math] , y-Achse: Gewichtskraft [math]F_G[/math] in [math]\rm N[/math].)

c) Ergänze in der Tabelle jeweils den Quotienten von Gewichtskraft [math]F_G[/math] und Masse (in [math]\rm \frac{N}{kg}[/math] ). Was stellst du fest?

d) Wie groß ist der Ortsfaktor auf dem Mond? Stelle eine Formel für die Gewichtskraft eines Gegenstandes auf dem Mond auf.

e) Berechne die Gewichtskraft der Gegenstände von Aufgabe 1) auf dem Mond.

Gegenstand	Masse [math]m[/math] (in [math]\rm kg[/math] )	Gewichtskraft [math]F_G[/math] (in [math]\rm N[/math] )	Gewichtskraft pro Masse [math]\frac{F_G}{m}[/math] (in [math]\rm \frac{N}{kg}[/math] )
Stift	0,030	0,048
Hammer	0,250	0,4
Handschuh	0,150	0,24
Apfel	0,100	0,16
Telefon	0,240	0,39

5) Unsere Planeten

Auf den Planeten underes Sonnensystems gibt es gibt es unterschiedliche Ortsfaktoren.

Merkur	[math]g=9{,}7\,\rm\frac{N}{kg}[/math]	Mein
Venus	[math]g=8{,}87\,\rm\frac{N}{kg}[/math]	Vater
Erde	[math]g=9{,}81\,\rm\frac{N}{kg}[/math]	Erklärt
Mars	[math]g=3{,}69\,\rm\frac{N}{kg}[/math]	Mir
Jupiter	[math]g=24{,}8\,\rm\frac{N}{kg}[/math]	Jeden
Saturn	[math]g=10{,}4\,\rm\frac{N}{kg}[/math]	Sonntag
Uranus	[math]g=8{,}9\,\rm\frac{N}{kg}[/math]	Unsere
Neptun	[math]g=11{,}2\,\rm\frac{N}{kg}[/math]	Nachbarplaneten

a) Wie kann man die Unterschiede zwischen den Planeten erklären?

b) Berechne für alle Planeten die Gewichtskraft, mit der du dort angezogen wirst.