Masse

Im Jahr 1889 wurde auf der 1. Generalkonferenz für Maß und Gewicht das Kilogramm als Einheit der Masse definiert. Ein Kilogramm entspricht der Masse des internationalen Kilogrammprototyps, einem Zylinder aus Platin und Iridium, welcher bis heute in Frankreich aufbewahrt wird.

Unter der Masse eines Körpers versteht man sein Gewicht

Unter der Masse eines Körpers versteht man sein Gewicht

Unter der Masse eines Körpers versteht man im allgemeinen Sprachgebrauch dessen Gewicht oder Schwere. Physikalisch betrachtet leitet sich diese Grundgröße der Physik aus beobachtbaren Eigenschaften eines jeden Körpers ab. Zum einen setzt jeder Körper einer Änderung seiner Geschwindigkeit einen Widerstand entgegen, welcher proportional zu seiner Masse ist. Dieser Widerstand wird als Trägheit bezeichnet und spielt in der klassischen Mechanik nach Newton eine wichtige Rolle. In der Bewegung eines Körpers ist zudem eine seiner Masse proportional anwachsende Energie gespeichert, die sogenannte kinetische Energie. Zum anderen erzeugt jeder Körper in seiner Umgebung ein Gravitationsfeld, dessen Stärke mit seiner Masse anwächst und erfährt im Gravitationsfeld eines anderen Körpers eine Kraft, welche wiederum proportional zu dieser ist.

In direktem Zusammenhang zur Masse eines Körpers steht dessen Gewichtskraft, welche in der Einheit Newton angegeben wird. Ein Newton ist definiert als die Kraft, welche benötigt wird, um einen Körper, dessen Masse 1 kg beträgt, innerhalb einer Sekunde auf eine Geschwindigkeit von 1 m/s zu beschleunigen. Die Gewichtskraft eines Körpers hängt sowohl von seiner Masse als auch von dem betrachteten Bezugssystem ab. So beträgt die Gewichtskraft eines Körpers, der sich auf 10 kg beläuft, auf der Erde etwa 100 Newton, während sie sich auf dem Mond nur zu etwa 17 Newton berechnet. Diese Diskrepanz ergibt sich aus dem schwächeren Gravitationsfeld des Mondes. Aus der beschriebenen Definition der Gewichtskraft lässt sich der physikalische Begriff der Arbeit ableiten. Wird ein Körper innerhalb eines Gravitationsfeldes angehoben, wird an ihm Arbeit verrichtet. Die verrichtete Arbeit ist das Produkt aus der Gewichtskraft des Körpers und der Hubhöhe. Die Einheit der Arbeit ist das Joule. Ein Joule entspricht der Arbeit, die benötigt wird, um einen Körper mit einer Masse von ca. 100 g im Gravitationsfeld der Erde um einen Meter anzuheben. Man spricht in diesem Zusammenhang von Hubarbeit.