Die Gewichtskraft im Überblick

  • Die Gewichtskraft ist die Kraft, mit der ein Körper im Schwerefeld nach unten gedrückt wird.
  • Die Gewichtskraft wird auch Schwerkraft genannt.
  • Die Gewichtskraft wird mit der Formel F_\text{G}=m \cdot g berechnet. Die Einheit der Gewichtskraft ist Newton.
  • Die Gewichtskraft ist ortsabhängig und sie ist eine gerichtete Größe.
Gewichtskraft: Lernvideo

Quelle sofatutor.com

Die Gewichtskraft einfach erklärt

Die Gewichtskraft in der Physik ist die Kraft, mit der ein Körper in einem Schwerefeld nach unten gedrückt wird. Wir nennen die Gewichtskraft daher auch Schwerkraft. Die Hauptursache dieser Kraft ist die Gravitation, also die Anziehungskraft zweier Massen (Körper und Erde). Daher ist die Gewichtskraft näherungsweise gleich der Gravitationskraft. Die Gravitationskraft wird lediglich durch einen kleinen Anteil der im rotierenden System Erde nach außen wirkenden Zentrifugalkraft vermindert.

Die Gewichtskraft ist abhängig von der Masse des Körpers, der nach unten gedrückt wird, und abhängig vom Ort: Auf dem Mond erfährt der gleiche Körper beispielsweise eine andere Gewichtskraft als auf der Erde. Wir sprechen daher von der Ortsabhängigkeit der Gewichtskraft.
Das Formelzeichen der Gewichtskraft ist F_\text{G}. Da die Gewichtskraft eine vektorielle, also eine gerichtete Größe ist, schreiben wir häufig auch \vec{F}_\text{G}.

Die Gewichtskraft berechnen

Die Gewichtskraft F_G lässt sich mit der folgenden Formel berechnen:
F}_\text{G} = m \cdot g
Dabei ist m die Masse und g der Ortsfaktor. Der Ortsfaktor ist, genauso wie die Gewichtskraft, eine gerichtete Größe. Auf der Erde wirkt die Gewichtskraft und entsprechend der Ortsfaktor Richtung Erdmittelpunkt. Auf der Erde nennen wir den Ortsfaktor auch die Erdbeschleunigung und die Gewichtskraft auch die Erdanziehungskraft.
Anhand der Formel können wir folgende Zusammenhänge erkennen:

  • Je größer die Masse ist, umso größer ist die Gewichtskraft.
  • Je größer der Ortsfaktor ist, umso größer ist die Gewichtskraft.

Betrachtung der Einheiten

Da es sich um eine Kraft handelt, ist die Einheit der Gewichtskraft bzw. der Schwerkraft Newton: 1\,\text{N}.
Die Einheit der Masse ist Kilogramm: 1\,\text{kg}.
Die Einheit des Ortsfaktors ist 1\,\frac{\text{m}}{\text{s}^2}.

Gewichtskraft – Beispiel auf der Erde

Wir wollen für eine 5\,\text{kg} schwere Kiste auf der Erde die Gewichtskraft F_\text{G} berechnen:
Auf der Erde beträgt der Ortsfaktor g=9,81\,\frac{ \text{m}}{\text{s}^2}. Die Masse ist gegeben mit m=5\,\text{kg}. Wir verwenden also die Formel für F_\text{G} und setzen ein:
F_\text{G}=m \cdot g = 5\,\text{kg} \cdot 9,81\,\frac{\text{kg} \cdot \text{m}}{\text{s}^2} = 49,05\,\frac{\text{kg} \cdot \text{m}}{\text{s}^2} = 49,05\,\text{N}
Da 1\, \frac{\text{kg} \cdot \text{m}}{\text{s}^2} = 1\, \text{N} ist, erhalten wir die Gewichtskraft in Newton.

Ortsabhängigkeit der Gewichtskraft – Beispiele

Wir haben auf der Erde mit dem Ortsfaktor g=9,81\,\frac{\text{m}}{\text{s}^2} gerechnet. Wenn man es genau nimmt, variiert der Ortsfaktor auf der Erde aber auch: So ist er an den Polen beispielsweise etwas höher als am Äquator. Da diese Abweichungen aber nur minimal sind, ist es völlig ausreichend, wenn wir auf der Erde immer den Wert 9,81\,\frac{ \text{m}}{\text{s}^2} annehmen.
Anders sieht es beispielsweise auf dem Mond aus: Der Ortsfaktor auf dem Mond unterscheidet sich mit g=1,62\,\frac{ \text{m}}{\text{s}^2} deutlich vom Ortsfaktor auf der Erde.
Im Folgenden siehst du eine Übersicht des Ortsfaktors auf unterschiedlichen Himmelskörpern:

Himmelskörper Ortsfaktor in \frac{ \text{m}}{\text{s}^2}
Erde 9,81
Mond 1,62
Sonne 274
Merkur 3,7

Wir berechnen die Gewichtskraft auf dem Mond, die auf unsere 5\,\text{kg} schwere Kiste wirkt. Wir verwenden wieder die Formel und setzen ein:
F_\text{G}=m \cdot g = 5\,\text{kg} \cdot 1,62\,\frac{\text{kg} \cdot \text{m}}{\text{s}^2} = 8,1\, \frac{\text{kg} \cdot \text{m}}{\text{s}^2} = 8,1\,\text{N}

Unterschied zwischen Masse und Gewichtskraft

Häufig werden in der Alltagssprache die Begriffe Masse und Gewichtskraft synonym verwendet. Physikalisch gesehen sind es jedoch zwei unterschiedliche Größen:

  • Die Masse ist eine Eigenschaft eines Körpers und ortsunabhängig.
  • Die Gewichtskraft beschreibt eine Wechselwirkung zwischen dem Körper und dem Himmelskörper, auf dem er sich befindet. Sie ist ortsabhängig.

Der Zusammenhang zwischen Masse und Gewichtskraft wird durch die Formel F_\text{G}=m \cdot g beschrieben.
In der Alltagssprache wird häufig der Begriff Gewicht verwendet.
Stellt sich ein Mensch mit der Masse m=70\,\text{kg} auf der Erde auf eine Waage, zeigt diese ein Gewicht von 70\,\text{kg}. Die Waage misst allerdings nicht die Masse, sondern die Gewichtskraft des Menschen. Befindet sich der Mensch auf dem Mond, hat er immer noch eine Masse von 70\,\text{kg}. Die Waage wird auf dem Mond aber einen deutlich geringeren Wert anzeigen, nämlich 11,3\,\text{kg}, da hier die Gewichtskraft deutlich geringer ist.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Gewichtskraft

Die Gewichtskraft ist die Kraft, mit der ein Körper in einem Schwerefeld nach unten gedrückt wird. Die Hauptursache dieser Kraft ist die Gravitation, daher ist die Gewichtskraft näherungsweise gleich der Gravitationskraft. Die Gewichtskraft ist abhängig von der Masse des Körpers, der nach unten gedrückt wird, und abhängig vom Ort: Auf dem Mond erfährt der gleiche Körper beispielsweise eine andere Gewichtskraft als auf der Erde. Die Gewichtskraft F_\text{G} ist das Produkt aus Masse und Ortsfaktor.

Die Gewichtskraft F_\text{G} lässt sich mit der folgenden Formel berechnen:
F_\text{G} = m \cdot g

Der Ortsfaktor ist, genauso wie die Gewichtskraft, eine gerichtete Größe. Auf der Erde wirkt die Gewichtskraft und somit auch der Ortsfaktor Richtung Erdmittelpunkt. Auf der Erde nennen wir den Ortsfaktor auch die Erdbeschleunigung. Der Ortsfaktor auf der Erde beträgt g=9,81\,\frac{ \text{m}}{\text{s}^2}.

g steht in der Physik für den Ortsfaktor. Der Ortsfaktor auf der Erde beträgt g=9,81\,\frac{ \text{m}}{\text{s}^2}.

Häufig werden in der Alltagssprache die Begriffe Masse und Gewichtskraft synonym verwendet. Physikalisch gesehen sind es jedoch zwei unterschiedliche Größen: Die Masse ist eine Eigenschaft eines Körpers und ortsunabhängig. Die Gewichtskraft hingegen beschreibt eine Wechselwirkung zwischen dem Körper und dem Himmelskörper, auf dem er sich befindet. Sie ist ortsabhängig. Der Zusammenhang zwischen Masse und Gewichtskraft wird durch die Formel F_\text{G}=m \cdot g beschrieben.

Die Gewichtskraft ist ortsabhängig. Auf den gleichen Körper wirkt beispielsweise auf dem Mond eine andere Gewichtskraft als auf der Erde.

Ein anderer Begriff für die Gewichtskraft ist die Schwerkraft. Auf der Erde wird die Gewichtskraft auch Erdanziehungskraft genannt.

Die Gewichtskraft ist die Kraft, mit der ein Körper in einem Schwerefeld nach unten gedrückt wird. Die Hauptursache dieser Kraft ist die Gravitation, daher ist die Gewichtskraft näherungsweise gleich der Gravitationskraft.

Jede Kraft hat eine Gegenkraft. Die Gegenkraft ist genauso groß wie die Kraft selbst, wirkt aber in entgegengesetzte Richtung. So wirkt die Gegenkraft der Gewichtskraft vom Erdmittelpunkt weg, da die Richtung der Gewichtskraft zum Erdmittelpunkt zeigt.

Da es sich um eine Kraft handelt, wird die Gewichtskraft in Newton angegeben.

Schwerkraft und Gewichtskraft sind zwei Begriffe für die gleiche physikalische Größe.

Physikalisch gesehen sind Masse und Gewichtskraft zwei unterschiedliche Größen: Die Masse ist eine Eigenschaft eines Körpers und ortsunabhängig. Die Gewichtskraft hingegen beschreibt eine Wechselwirkung zwischen dem Körper und dem Himmelskörper, auf dem er sich befindet. Sie ist ortsabhängig. Der Zusammenhang zwischen Masse und Gewichtskraft wird durch die Formel F_\text{G}=m \cdot g beschrieben.