Hallöle 
Wenn ich mich auf einer Waage wiege und 65kg ablese, wobher weiß ich, dass ich wirklich 65x so schwer bin, wie das Ur-Kilogramm?
Allgemeiner gefragt: Woher weiß man das etwas, X-mal so schwer ist, wie das Ur-Kilogramm? Wie wird so etwas gemessen?
Danke
Wenn ich mich auf einer Waage wiege und 65kg ablese, wobher
weiß ich, dass ich wirklich 65x so schwer bin, wie das
Ur-Kilogramm?
Dazu musst Du nur wissen, ob die Waage korrekt kalibriert wurde. Dann bedeutet die Anzeige von 65 kg nämlich nichts anderes, als dass Du 65 mal so schwer bist, wie das Urkilogramm.
Laaangsam:
Die Physiker gingen ja einfach daher und haben irgendeinem Objekt die Masse 1 Kg zu geschrieben. Zu dieser Zeit gab es ja noch keine kalibrierten Waage.
Wie sind die Physiker nun weiter vorgegangen? Wie konnten sie Wissen, was doppelt so schwer wie ein 1Kg ist? Nun gut, das ist relativ simpel. Man nehme eine Balkenwaage und lege das Ur-Kilogramm drauf. Nun lege man auf die andere Schale irgendein Objekt. Ist die Waage im Gleichgewicht, liegt auf beiden Waagschalen 1Kg. Nun kann man ein Objekt auf die andere Waagschale legen und man weiß, dass dies nun 2Kg sind. Aber ich glaube jetzt nicht, dass die Physiker so vorgegangen sind. Diese Art der Messung würde wohl auch ziemlich problematich bei größeren Gewichten werden/sein.
Wie haben die Physiker das also herausgefunden zu der Zeit wo es eine kalibrierte Waage noch nicht gab? Wo es nur das Ur-Kilogramm als Vergleichsobjekt gab?
Hi,
Wie sind die Physiker nun weiter vorgegangen? Wie konnten sie
Wissen, was doppelt so schwer wie ein 1Kg ist? Nun gut, das
ist relativ simpel. Man nehme eine Balkenwaage und lege das
Ur-Kilogramm drauf. Nun lege man auf die andere Schale
irgendein Objekt. Ist die Waage im Gleichgewicht, liegt auf
beiden Waagschalen 1Kg. Nun kann man ein Objekt auf die andere
Waagschale legen und man weiß, dass dies nun 2Kg sind. Aber
ich glaube jetzt nicht, dass die Physiker so vorgegangen sind.
Diese Art der Messung würde wohl auch ziemlich problematich
bei größeren Gewichten werden/sein.
Wieso ist das so schwer vorstellbar für dich?
Das Vergleichsgewicht ist durch das Urkilo kalibriert. Dann dürfte es mMn eigentlich auch kein Problem darstellen, mehrere kalibrierte Gewichte auf die eine Waagschale zu legen und zwar solange, bis das genaue Gewicht ermittelt ist.
Diese Waage funktioniert doch ziemlich ähnlich http://www.google.de/imgres?imgurl=http://cdn.kalayd…
Also, ich seh echt kein Problem.
Ansonsten könntest du auch fragen: wie hat man denn große Entfernungen mit dem Urmeter gemessen? oder ähnliches.
Schön Abend noch
Anke
Man kann eine Balkenwaage mit verschiebbaren Wägeschalen nehmen und das Hebelgesetz anwenden. Eine Federwaage eichen, …
Mir geht es glaube ich auch pimär um den Messvorgang selbst.
Woher „weiß“ eine Waage, was 1 kg ist? Na kalr durch das Ur-Kilo. Aber: Wie teilt man dass der Waage mit? und woher „weiß“ sie wann sie das x-fache von 1 kg hat?
Die Frage, die sich dahinter verbirgt, ist ja eigentlich die folgende:
Wie funktioniert eine Waage?
Was mir einfällt wäre ein indirekter Weg durch einen Federkraftmesser:
F1=D*s
F2=m*g
F2=F1
D*s=m*g
Hierraus ersehe ich sofort, das bei einem Federkraftmesser doppelte Strecke, doppelte Masse bedeutet bzw. allgemein gilt:
x*s bedeutet x*m
Somit wäre das bestimmen der Masse wohl kein Problem mehr…man müsste eben nur kalibrieren…
Woher „weiß“ eine Waage, was 1 kg ist?
Die Waage „weiß“, ob ein damit gemessenes Objekt die gleiche masse hat, wie eine bekannte Referenz. Ob es sich dabei um das Urkilogramm oder eine davon abgeleitete Referenz handelt, ist der Waage egal.
Aber: Wie teilt man dass der Waage mit?
Durch Kalibration.
Wie funktioniert eine Waage?
Das kommt auf die Waage an. Es gibt eine Unzahl verschiedener Waagen mit sehr unterschiedlichen Messprinzipien.
Was mir einfällt wäre ein indirekter Weg durch einen
Federkraftmesser:
Ein Federkraftmesser misst keine Masse, sondern eine Kraft. Deshalb heißt er ja auch Kraftmesser. Um daraus eine Waage zu machen, muss man ihn mit Massereferenzen kalibrieren. Als Ergebnis erhält man dann eine Funktion der Auslenkung in Abhängigkeit von der Referenzmasse. Bei neuen Waagen steckt diese Kalibrierfunktion in der Software. Bei alten Waagen steht sie direkt auf der Skala.
Als Ergebnis erhält man dann eine Funktion der Auslenkung in Abhängigkeit von der Referenzmasse.
Das ist vielleicht genau das, was ich meinte.
9,81N ist die Gewichtskraft eines Kilogramms. Das ist mein Referenzpunkt.
Da die Schwerkraft an einem bestimmten Ort der Erde konstant ist, bedeutet eine doppelte Kraft (2*9,81N) zwingend eine doppelte Masse usw…hälfte der Kraft 9,81N/2 bedeutet die hälfte eines Kilograms…usw…
Also kann man einen Federkraftmesser auch als Waage „missbrauchen“ oder nicht? Wenn nicht, wieso nicht? Ich sehe in meinen Gleichungen keinen Fehler.
Als Ergebnis erhält man dann eine Funktion der Auslenkung in Abhängigkeit
von der Referenzmasse.Das ist vielleicht genau das, was ich meinte.
9,81N ist die Gewichtskraft eines Kilogramms. Das ist mein
Referenzpunkt.
9,81 N Wäre eine brauchbare Referenz für einen Kraftmesser. Als Referenz für eine Waage kommt dagegen nur eine Masse in Frage also beispielsweise ein Kilogramm.
Also kann man einen Federkraftmesser auch als Waage
„missbrauchen“ oder nicht?
Das kann man nicht nur, sondern das macht man auch. Dazu muss das Gerät nur entsprechend kalibriert werden. Manche Federwaagen können das mit eingebauten Referenzgewichten sogar automatisch.
9,81 N Wäre eine brauchbare Referenz für einen Kraftmesser. Als Referenz für eine Waage kommt dagegen nur eine Masse in Frage also beispielsweise ein Kilogramm.
Kann man das dann nicht einfach so machen:
9,81N entspricht 1 Kg
x*9,81N entspricht x*1Kg?
Anstatt einer Kraftskala eine Massenskala machen, die einfach nur die Gewichtskraft in Masse umwandelt?
Ich befürchte, dass wir vielleicht aneinander vorbeireden…
Anstatt einer Kraftskala eine Massenskala machen, die einfach
nur die Gewichtskraft in Masse umwandelt?
Das geht streng genommen nicht, weil die Erdbeschleunigung ortsabhängig ist. Eine Federwaage zeigt auf dem Mount Everest ein anderes Gewicht an als auf Meereshöhe. Ganz abgesehen davon, dass Federn altern können und auch von vornherein garnicht linear sein müssen. Man kommt also nicht darum herum, vor jeder Messung oder zumindest in regelmässigen Abständen zu eichen oder zu kalibrieren. Für relevante Wägungen ist das auch gesetzlich vorgeschrieben, und das schon seit Jahrtausenden. Zu manchen Zeiten stand auf falsches Wiegen die Todesstrafe.
Gruss Reinhard
Naja, wenn man jetzt an jedem Ort der Welt wüsste, welchen Wert g hat, würde es funktionieren, da doppelte Kraft immer doppelte masse bedeutet, auch wenn sich die Kraft für ein 1kg ändern mag, bedeutet doppelte Kraft etc…eben immer doppelte Masse.
Sind Federwaagen jetzt vollkommen fürs wiegen nicht zu gebrauchen? Scheibnt irgendwie der Fall zu sein. Was ist denn eine genaue Waage? Meines Erachtens müsste man schauen, dass man g vollkommen eliminiert. G darf keinen Einfluss auf das Messen der Masse haben. Gibt es sowas?
Mal so gefragt: Wie genau brauchst Du es denn?
Für das was man normalerweise braucht, ist die Messung über eine Feder genau genug. Wenn ich 500 Gramm Mehl für einen Kuchen abwiegen muss, sind mit 0,00000000xx Promille Abweichung egal. Dafür ist die Messung genau genug. Auch dürfte hier der Unterschiedliche g-Wert der kleinste Teil der Messungenauigkeit sein.
Wenn ich mich Abends im Bad auf die Waage stelle, will ich es vielleicht auch gar nicht so genau wissen
Wenn Du Unabhängig von der Erdbeschleunigung messen willst, könnest Du eine Zentrifuge nehmen. Durch genau definierte Drehzahl, wird die nach außen strebende Kraft allein von der Masse des Objektes bestimmt. Die Masse der Apparatur ist ja bekannt, und kann später problemlos abgezogen werden.
Also einfach gesagt: Der Wert der Fallbeschleunigung ist zwar überall etwas anders, aber die Unterschiede sind minimal. Das wirkt sich nur bei bestimmten Hochpräzisionsmessungen aus. Die Gewichts oder Massebestimmung im Alltag ist ohnehin so Ungenau, daß das bisschen G-Kraft abweichung keine Relevanz hat. Generell gilt aber: Umso genauer die Messung sein soll, desto komplizierter wird das ganze. Wenn es so genau sein soll, daß die G-Wert Abweichung zum tragen kommt, ist der Aufwand so gewaltig, daß es absolut keine Rolle spielt, mit einem geeigneten Prüfverfahren vorher den genauen G-Wert am Ort der Messung zu ermitteln.
Moin,
Wie haben die Physiker das also herausgefunden zu der Zeit wo
es eine kalibrierte Waage noch nicht gab? Wo es nur das
Ur-Kilogramm als Vergleichsobjekt gab?
das Kilogramm wurde definiert.
Den Massenvergleich führt man, auch heute noch, mit sehr präzisen Balkenwaagen aus, die, unabhängig von der jeweiligen Ortsbeschleunigung, die Massen vergleichen. Man stellt Masse a auf die eine Seite der Waage und Nasse b auf die andere, vergleicht und wechselt die Positionen. Wird beide male angezeigt, daß die Massen (im Rahmen der Messgenauigkeit) gleich sind, hast Du Dein Ergebnis.
So werden B-Reihen des Urkilogramms abgeglichen und an die regionalen Eichämter oder andere eichfähigen Institutionen (z.B. einige Waagenhersteller) weitergegeben.
Gandalf
Sind Federwaagen jetzt vollkommen fürs wiegen nicht zu
gebrauchen? Scheibnt irgendwie der Fall zu sein.
Hallo,
für praktische Zwecke reichen sie aus. Die meisten Waagen sind ja sowieso ortsfest (Küche, Badezimmer, Supermarkt…). Natürlich müssen Waagen nach dem Federprinzip sorgfältig konstruiert sein.
In der Internationalen Raumstation nützt eine Federwaage aber garnichts, um etwa festzustellen, ob die Besatzungsmitglieder Gewicht verlieren (eine Balkenwaage aber auch nicht). Ehrlich gesagt habe ich keine Ahnung, wie man das gelöst hat, aber eine Gewichtskontrolle (eigentlich Massenkontrolle) muss wohl sein. Wo sind hier die Astronauten, die das wissen müssten?
Gruss Reinhard
Hallo,
In der Internationalen Raumstation nützt eine Federwaage aber
garnichts, um etwa festzustellen, ob die Besatzungsmitglieder
Gewicht verlieren (eine Balkenwaage aber auch nicht). Ehrlich
gesagt habe ich keine Ahnung, wie man das gelöst hat, aber
eine Gewichtskontrolle (eigentlich Massenkontrolle) muss wohl
sein. Wo sind hier die Astronauten, die das wissen müssten?
Im Prinzip kann man das genauso wie auf der Erde messen. Nur fehlt auf der ISS natürlich die Schwerebeschleunigung, die es den normalen Waagen ermöglicht, deine Gewichtskraft und daraus dann deine Masse zu ermitteln. Man muss also eine künstliche Beschleunigung erzeugen, und kann dann die Kraft ermitteln, die man ausüben muss, um den Astronauten (oder was man immer man wiegen will) zu beschleunigen. Einfaches Beispiel: Du schnallst den Astronauten an eine Instrument, dass den Astronauten mit einer bekannten Beschleunigung a beschleunigt und schaust, welche Kraft F du aufwenden musst, um diese Beschleunigung zu erzeugen. Mit der ganz normalen Formel F = m*a aus der Newtonschen Mechanik kannst du dann ausrechnen, wie groß die Masse m ist (F und g sind ja bekannt).
Wenn du also Beschleunigung a = 9,81 m/s² verwendest (was der Erdbeschleunigung entspricht) dann kannst du im Prinzip sogar eine stinknormale Badezimmer- oder Federwaage dafür benutzen, weil diese ja genau für diese Beschleunigung geeicht sind.
In der Realität macht man das auf der ISS auch praktisch so, nur man beschleunigt den Astronauten nicht mit einer bekannten Beschleunigung und misst die notwendige Kraft, sondern man beschleunigt den Astronauten mit einer Feder, die eine bekannte Kraft ausübt und misst, wie schnell der Astronaut dadurch beschleunigt wird. Dann kennt man wieder F und a und kann analog zu oben die Masse des Astronauten ausrechnen.
Auf der ISS verwendet man genau so ein Gerät, nämlich das Space Linear Acceleration Mass Measurement Device (SLAMMD), übersetzt also soviel wie „Linearerbeschleunigungs-Weltraumwaage“.
Siehe: http://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/e…
vg,
d.
In der Realität macht man das auf der ISS auch praktisch so,
nur man beschleunigt den Astronauten nicht mit einer bekannten
Beschleunigung und misst die notwendige Kraft, sondern man
beschleunigt den Astronauten mit einer Feder, die eine
bekannte Kraft ausübt und misst, wie schnell der Astronaut
dadurch beschleunigt wird.
So etwas hatte ich mir auch überlegt, aber dann muss der Astronaut mitmachen, indem er sich steif macht. Geht er beim Beschleunigen in die Knie, ergibt die Messung Unsinn, und längere Zeit beschleunigen geht in der ISS auch kaum. Da der Mensch an sich ein schwabbeliges Wesen ist, dürfte die Genauigkeit recht bescheiden sein. Bei einer Beschleunigung im Kreis könnte man ausmitteln, aber dafür steht wahrscheinlich nicht genug Raum zur Verfügung.
Gruss Reinhard
Hallo,
So etwas hatte ich mir auch überlegt, aber dann muss der
Astronaut mitmachen, indem er sich steif macht. Geht er beim
Beschleunigen in die Knie, ergibt die Messung Unsinn, und
längere Zeit beschleunigen geht in der ISS auch kaum.
Der Astronaut „steht“ ja auch nicht auf der Waage, weil „stehen“ in der Schwerelosigkeit ohnehin keinen Sinn macht. An der Waage ist eine Vorrichtung angebracht, gegen die du alle nennenswerten Körperteile (Beine, Arme, Kopf, Oberkörper) presst, so dass du nichts durch irgendwelche Gelenke abfedern kannst. Hättest du dir den von mir genannten Link angesehen, hättest du das leicht auf Bildern wie diesem sehen können.
http://www.nasa.gov/images/content/546542main_SLAMMD…
Da der Mensch an sich ein schwabbeliges Wesen ist, dürfte die
Genauigkeit recht bescheiden sein.
Die Genauigkeit der Messung ist +/- 0,25 kg. Das ist für das Ermitteln des Körpergewichts eines Menschen ausreichend genau.
vg,
d.
Hallo,
das kommt ja nahe ans Vermessen: neben dem Urkilogramm liegt das Urmeter. Ich fand noch folgendes, das z… zeigt, was es neben dem ilogramm noch gibt:
http://www.ptb.de/de/org/1/11/111/pruefein.htm
Ganz grob: Hersteller von Messgeräten werden einen Prototypen eichen lassen und die Einhaltung der Messwerte bei der Massenfertigung innerhalb festgelegter Toleranzen garantieren und von Zeit zu Zeit überprüfen lassen. Nicht direkt bei der PTB sondern bei länderbezogenen Einrichtungen wie dem Kalibrierdienst. Vielleicht interessiert das
http://www.kern-sohn.com/pdf/KalibrierenWaagen.pdf
Hier noch Etwas mit Bezug auf die handelnden Personen beim -zukünftigen- Festlegen von Normalen. Sowas lese ich gern vor dem Einschlafen …
http://www.geo.de/GEO/technik/56469.html?p=1
Hatte woanders gelesen, dass in den Keller von Sevres einmal jährlich drei Direktoren steigen - und eine Putzfrau.
Grüße Roland
Am Rande: Masse & Gewicht
Guten Morgen,
dir ist der Unterschied zwischen „Masse*“ und „Gewicht“ bekannt?
http://de.wikipedia.org/wiki/Masse_(Physik)
http://de.wikipedia.org/wiki/Gewicht
Gruß
Stefan
* NICHT! „Maße“
