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Interaktive Übungen

2.1.2 Gewichtskraft und Ortsfaktor

Fünf Aufgaben zu FG = m · g, zum Unterschied zwischen Masse und Gewichtskraft und zu den Ortsfaktoren im Sonnensystem.

Fortschritt
0 / 5 Aufgaben
1Gewichtskraft eines MenschenAFB I

Ein Schüler hat die Masse m = 65 kg. Berechnen Sie seine Gewichtskraft auf der Erde mit gE = 9,81 m/s2. Runden Sie auf eine Nachkommastelle.

Zuerst den Ansatz FG = m · gE hinschreiben, dann einsetzen.
FG = 65 kg · 9,81 m/s2 = 637,7 N. Die Einheitenkontrolle bestätigt das Ergebnis: kg · m/s2 = N. Eine grobe Kopfrechenprobe geht mit g ≈ 10: 65 · 10 = 650 N — das Ergebnis muss also knapp darunter liegen.
2Wo gilt welcher Ortsfaktor?AFB I

Verbinden Sie jeden Ort mit dem dort gültigen Ortsfaktor.

Links einen Ort anklicken, dann rechts den passenden Wert — es entsteht eine Verbindungslinie.
Auf der Erde schwanken die Werte nur in der zweiten Nachkommastelle: Die Erde ist an den Polen abgeplattet, dort ist man dem Erdmittelpunkt näher, und die Fliehkraft der Rotation ist am Äquator am größten. Zwischen Himmelskörpern ist der Unterschied dagegen dramatisch — auf dem Mond gut ein Sechstel des Erdwerts.
3Die Tabelle vervollständigenAFB II

Füllen Sie die weiß hinterlegten Felder aus. Es gilt jeweils FG = m · g.

Kommazahlen mit Komma oder Punkt. Auf eine Nachkommastelle runden.
 Ortsfaktor g in m/s2Masse m in kgGewichtskraft FG in N
Koffer auf der Erde9,8112
Rover auf dem Mars3,69184,5
Gerät auf dem Mond1,62250
Ziegel auf der Erde4,039,24
Dreimal dieselbe Gleichung, dreimal anders umgestellt: FG = m · g, m = FG : g und g = FG : m. Der Rover: 184,5 N : 3,69 m/s2 = 50 kg — und diese 50 kg hätte er auch auf der Erde, dort aber mit 490,5 N Gewichtskraft.
4Ein Astronaut auf dem MondAFB II

Ein Astronaut hat die Masse 78 kg, sein Anzug samt Ausrüstung 42 kg. Berechnen Sie Schritt für Schritt. Ortsfaktoren: gMond = 1,62 m/s2, gE = 9,81 m/s2.

Jeder Schritt baut auf dem vorigen auf.
  1. Welche Gesamtmasse muss der Mond tragen?kg
  2. Wie groß ist die Gewichtskraft dieser Masse auf dem Mond?N
  3. Wie groß wäre dieselbe Gewichtskraft auf der Erde?N
  4. Um welchen Faktor ist die Gewichtskraft auf der Erde größer?×
Die Masse von 120 kg bleibt auf beiden Himmelskörpern dieselbe — nur der Ortsfaktor wechselt. Das Verhältnis der Gewichtskräfte ist deshalb genau das Verhältnis der Ortsfaktoren: 9,81 : 1,62 ≈ 6,06. Daher die berühmten Sprünge der Apollo-Astronauten: Dieselben Beinmuskeln arbeiten gegen den sechsten Teil der Gewichtskraft.
5Masse oder Gewichtskraft?AFB III

Entscheiden Sie bei jeder Aussage, ob sie stimmt. Nach jeder Antwort erscheint die Begründung.

Sechs Aussagen zu FG = m · g.
Aussage 1 von 6

Die Faustregel für alle sechs Fälle: Die Masse gehört zum Körper, der Ortsfaktor gehört zum Ort — und erst ihr Produkt, die Gewichtskraft, hängt von beidem ab.