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Unterschied zwischen Gewicht, Masse und Dichte

Frage von Gast | 14.10.2016 um 17:31

Mir begegnen immer wieder die Begriffe Dichte, Masse und Gewicht. Irgendwie kommt es mir immer so vor, als würden all diese Begriffe dasselbe bedeuten.

Dennoch scheint es einen Unterschied zu geben. Kann mir jemand die genaue Bedeutung erklären? Am besten mit einem Beispiel.

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Stellen wir uns einmal einen Stein vor. Einmal auf der Erde und einmal auf dem Mond. Wir können uns leicht vorstellen, dass der Stein auf dem Mond viel leichter sein wird als auf der Erde, obwohl er sich physisch nicht ändert.

Dieses Beispiel verdeutlicht den Unterschied zwischen Masse und Gewicht beziehungsweise Gewichtskraft. Die Masse des Steins wird in Kilogramm gemessen und bleibt auf der Erde und auf dem Mond gleich. Was sich unterscheidet ist das Gewicht des Steins, dass im Gegensatz zur Masse ortsabhängig ist.

Die Gewichtskraft wird in Newton gemessen und hängt vom Ortsfaktor ab. Mit der Formel F = m * g können wir die Gewichtskraft F, die Masse m und den Ortsfaktor g miteinander in Beziehung setzen.

Auf der Erde beträgt der mittlere Ortsfaktor 9,81 m/s², der Ortsfaktor auf dem Mond beträgt 1,62 m/s². Falls unser Stein eine Masse von 2 kg hat, kommen wir also auf das folgende Gewicht:

\[F_{Erde} = 2 kg * 9,81 \frac{m}{s^2} = 19,62 N\]

\[F_{Mond} = 2 kg * 1,62 \frac{m}{s^2} = 3,24 N\]

Würden wir unseren Stein also sowohl auf der Erde als auch auf dem Mond mit der gleichen Waage wiegen, wäre der Stein auf der Erde rund sechsmal schwerer als auf dem Mond.

Bleibt nun nur noch die Dichte. Die Dichte ist definiert als die Masse pro Volumen. Nehmen wir beispielsweise einen Holzwürfel und einen Eisenwürfel gleicher Größe, das Volumen ist also identisch. Bei einer Kantenlänge des Würfels von 1 cm wäre das Volumen beider Würfel 1 cm³. Trotzdem hätten beide Würfel an dem gleichen Ort ein unterschiedliches Gewicht. Das liegt daran, dass Eisen eine höhere Dichte als Holz hat, also mehr g pro cm³ wiegt. Daher ist g/cm³ auch die Einheit der Dichte.
14.10.2016 um 18:39

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