Gewichtskraft

Definition der Gewichtskraft

Die Erde und die anderen Planeten ziehen Körper in ihrer Umgebung an. Daher wirken die Körper mit einer Kraft auf eine Unterlage (du lässt dich ins Bett fallen, die Matratze drückt sich ein) oder ziehen an einer Aufhängung (ein Hühnergott, welcher an einem Seil befestigt ist, fällt in Richtung Fußboden). Die Gewichtskraft wird mit dem Formelzeichen  FG bezeichnet. Die Gewichtskraft wird in Newton N angegeben.

Die Gewichtskraft  ist das Produkt aus Masse mal Fallbeschleunigung. Die Masse ist überall gleich, egal ob auf der Erde oder dem Mond. Die Masse wird in Kilogramm kg angegeben. Die Fallbeschleunigung ist ortsabhängig. Auf einem Berg, müsst ihr eine andere Fallbeschleunigung ansetzen, als auf dem Mond oder der Meeresoberfläche.

Im allgemeinen Sprachgebrauch wird die Gewichtskraft in der Regel als „Gewicht“ bezeichnet. Leider wird die Gewichtskraft  häufig mit einem anderen physikalischen Größe, nämlich der Masse, verwechselt.

  • Gewichtskraft kommt durch die Fallbeschleunigung g zustande.
  • Auf der Erde beträgt die Fallbeschleunigung  9,81 Meter pro Quadratsekunde. Auf anderen Planet hat die Fallbeschleunigung andere Werte. 
  • Für die Gewichtskraft Fg gilt Fg=⋅ g.

Die Gewichtskraft ist der Krafttyp mit dem wir im Alltagsleben ständig zu tun haben. Ihre Wirkung erkennen wir zum einen daran, dass durch sie Gegenstände verformt oder beschleunigt werden.

Die verformende Wirkung der Gewichtskraft

Steht ein Mensch auf einer Unterlage, wird diese als Folge der Gewichtskraft F⃗ meist (geringförmig) verformt. Die bei der Verformung des Bodens F⃗ nach oben wirkende Kraft F⃗  kompensiert die Gewichtskraft.

Ein am Seil hängender Körper verformt das Seil, die dabei auftretende, nach oben gerichtete „Kraft des Seils“ kompensiert die Gewichtskraft.

Die beschleunigende Wirkung der Gewichtskraft

Ein Körper fällt, wenn er weder gehalten noch unterstützt wird. Man sagt, der Körper führt eine beschleunigte Fallbewegung aus. An einem festen Ort ist die Fallbeschleunigung unabhängig von der Masse der Körpers – stellte schon Galileo fest. Sofern andere Kräfte, wie beispielsweise die Luftreibung, keine Rolle spielen (siehe Versuch mit der Fallröhre).

  • Die Fallbeschleunigung, auch als Ortsfaktor bezeichnet, hat auf der Erde, wie bereits erwähnt,  in etwa den Wert 9,81 Meter pro Quadratsekunde.
  • Die Fallbeschleunigung ist ortsabhängig, daher wird sie auch als Ortsfaktor benannt. An verschiedenen Orten der Erden unterscheiden sich die Ortsfaktoren gering voneinander. Auf anderen Planeten wurden, deutlich von 9,81 Meter pro Quadratsekunde, abweichende Fallbeschleunigungen festgestellt.
  • Zwischen der Fallbeschleunigung g, der Masse m und der Gewichtskraft Fg gilt nach dem Kraftgesetz von Newton folgender Zusammenhang: Fg=mg

Die Richtung der Gewichtskraft

Die Gewichtskraft wirkt auf unserer Erde immer in Richtung des Mittelpunktes. Die Erde ist relativ kreisförmig, damit liegt der Schwerpunkt im Mittelpunkt.