Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte743/Gewichtskräfte

Grundwissen

-Definition:

Die Ursache der Gewichtskraft eines Körpers, ist die Anziehung zwischen ihm und der Erde. Aufgrund seiner Gewichtskraft erfährt jeder Körper sein eine Beschleunigung in Richtung Erdboden. Die so genannte Fallbeschleunigung. Jedoch ist diese Anziehungskraft überall auf der Erde aufgrund des Reliefs unterschiedlich. Die Beschleunigung der Anziehung eines Körpers, hängt außerdem von seiner individuellen Masse ab. Die Gewichtskraft ist ein spezieller Fall der Gravitationskraft.

- Formelzeichen: FG

-Einheit: N (Newton)

-Formel: FG = m $\cdot$g (m=Masse, g=Ortsfaktor)

-Ortsfaktor am:

1. Nordpol/Südpol=9,83 N/kg
2. Äquator=9,78 N/kg
3. Mitteleuropa=9,81 N/kg

Berechnungen

Nun wollen wir einmal ein genaueres Beispiel besprechen, in dem die Formel der Gewichtskraft dir nun genauer dargelegten werden soll.

T: Mark ist ein Hochschulprofessor, mit einem Gewicht von 73,3 kg. er hat sie wärend seiner Ferien dazu entschlossen, in Luxemburg bunte-jumpen zu gehen. Er braucht Material für seine nachte Klasse, also entscheidet er sich dazu, die Anziehungskraft bei seinem Sprung zu messen.

Ortsfaktor in Mitteleuropa: 9,81 N/kg

A: Mark ist bei seiner Rechnung darauf gekommen, dass er bei seiner Masse, wenn er von dem Plateau springt, mit einer Kraft von 719,073 N/kg, auf Grund der Erdanziehungskraft vom Boden angezogen wird. Er hat nun eine Beispielrechnung für seine Klasse gefunden.

Experiment

Dieses Experiment soll dazu dienen, näher zu verstehen wie sich die Kraft je nach Masse verändert.

Material:

1. Gewichtsmassen
2. Federkraftmesser

Vermutung:

Da wir nun schon wissen, dass 100g 1N sind, ist also ganz einfach zu vermuten, dass diese Regelung auch für unser Experiment zu treffen wird. Also vermute ich, dass Masse und Kraft direkt proportional zueinander sein werden.

Vorgehensweise:

1. Hänge verschiedene Gewichtsstücke mit unterschiedlichen Maßen an den Kraftmesser.
2. Bestimme die Kraft, die am Federkraftmesser entsteht und trage sie in eine Tabelle ein.
3. Wiederhole diesen Vorgang mit unterschiedlichen Gewichtsmaßen und schreibe die Werte auf.

Analyse:

Maße in g	30	50	70	100	150	200	300	500
Kraft in N	0,3	0,5	0,7	1	1,5	2	3	5

Ergebnis:

Da sich die Umrechnungen, je nach Veränderung des Gewichtes, immer gleich verhalten hat, trifft unsere Vermutung, dass Masse und Kraft direkt proportional zueinander sind, zu.

Übungsaufgaben

Nun haben wir noch ein paar Aufgaben für dich zum Lösen ausgesucht, damit du die Vorgehensweise noch etwas besser vertiefen kannst. Viel Spaß beim lernen und wenn du Probleme hast, sieh dir einfach nocheinmal das Beispiel unter Berechnungen an. (Du darfst für jede Aufgabe den Taschenrechner verwenden. Wichtig ist, dass du verstehst, wie die Formel funktionieren soll.)

1. Berechne die Kraft mit der die folgenden Körper vom Boden angezogen werden. Rechne dabei mit folgendem Ortsfaktor: 9,81N.

a) 30kg

b) 24,8kg

c) 37,55kg

d) 678kg

2. Berechne nun um welchen Ortsfaktor es sich vielleicht handeln könnte. Kehre dafür die Formel um und rechne F_G : m.

a) Fg: 274,12 kg/Nm: 28 kg

b) F: 160,358 kg/Nm: 16,28 kg

c) F: 334,862 kg/Nm: 34,1 kg

d) F: 517,28 kg/Nm: 53 kg

3. Nun sollst du berechnen,wie groß die Masse ist, die vom Boden angezogen wird. Rechne dafür F_G : g. Nimm zum rechnen immer den Ortsfaktor 9,81N:

a) 358,8498kg/N

b) 150,39711kg/N

216,61461kg/N

d) 618,03kg/N

Wenn du fertig bist, kannst du hier unter Lösungen deine Aufgaben kontrollieren.