Gewichtskraft

Die Gewichtskraft ${\vec {G}}$ eines Objekts ist seine nach unten gerichtete Anziehungskraft durch die Gravitation. Gemessen wird die Gewichtskraft in der Einheit Newton (N), also einer Einheit der Kraft.

Berechnung

Die Gewichtskraft berechnet sich aus dem Produkt der Masse $m$ des Objekts mit der am Ort herrschenden, zum Erdmittelpunkt gerichteten Schwerebeschleunigung ${\vec {g}}$ :
${\vec {G}}=m\cdot {\vec {g}}$ .

Gewichtskraft und Gewicht (Masse)

Gewicht und Gewichtskraft werden im Alltag oft miteinander verwechselt. Der Begriff „Gewicht“ bezieht sich in der Regel nicht auf die Gewichtskraft, sondern auf die Masse und wird daher korrekt mit Masseneinheiten wie (Kilo)gramm angegeben. Für die Beschreibung der Kraft war bis 1960 die Einheit Kilopond üblich, die dann im SI-Einheitensystem durch die Einheit Newton ersetzt wurde (1 kp = 9,80665 N).

Die Begriffe „leicht“ und „schwer“ beziehen sich dagegen auf die Gewichtskraft, nicht auf die Masse. Während die Masse eines Körpers unabhängig von seinem Aufenthaltsort ist, ist seine Gewichtskraft von der Schwerebeschleunigung abhängig. Ein Körper, der auf der Erde eine Masse von 100 kg hat, hat dieselbe Masse auch in der Schwerelosigkeit oder auf dem Mond. Seine Gewichtskraft ist hingegen an jedem dieser Orte anders. Derselbe Körper ist am einen Ort schwerer und am anderen Ort leichter.

Waagen

Auf der Erdoberfläche ist der Betrag der Schwerebeschleunigung $g$ an jedem Ort fast gleich. Daher ist die Gewichtskraft ungefähr proportional zu seiner Masse. Das ermöglicht, von der Gewichtskraft eines Körpers mit Hilfe einer Waage auf seine Masse zu schließen. Waagen sind meist nach (Kilo)gramm skaliert, obwohl viele Waagen (z. B. Federwaagen) genaugenommen nicht die Masse eines Körpers, sondern seine Gewichtskraft messen. Sie „rechnen“ sozusagen intern die Gewichtskraft in Masse um.

Waagen, die die Masse über die Gewichtskraft bestimmen, müssen, wenn sie genau sein sollen, für einen bestimmten Ort geeicht werden. Auch auf der Erdoberfläche ist die Schwerkraft nicht überall konstant. Sie ändert sich im Erdschwerefeld um bis zu 0,5 % (am Äquator im Mittel 9,7803 m/s², an den Polen 9,8322 m/s²). Die Ursachen hierfür liegen vor allem in der Zentrifugalkraft, der Erdabplattung, sowie weiteren lokalen Einflüssen (siehe Erdschwerebeschleunigung, Schwereanomalie und Schweregradient).

Beispiel: Mond

Auf dem Mond ist die Schwerebeschleunigung geringer als auf der Erde (ca. ein Sechstel der Schwerebeschleunigung auf der Erde). Ein 100 kg schwerer Körper hat auch auf dem Mond die Masse 100 kg. Die Gewichtskraft dieses Körpers beträgt auf der Erde zwischen ca. 978 und 983 N (je nach Aufenthaltsort), auf dem Mond dagegen lediglich ungefähr 160 N. Der Körper ist auf dem Mond also wesentlich leichter, obwohl er die gleiche Masse hat. Seine Gewichtskraft auf dem Mond entspricht der einer Masse von 16,6 kg auf der Erde.

Eine Federwaage müsste auf dem Mond so geeicht/umskaliert werden, dass sie für diesen Körper auch auf dem Mond die korrekte Masse von 100 kg anzeigt. Balkenwaagen brauchen dies nicht.

Siehe auch

Wiktionary: Gewicht – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen