Newton und Zeuch auf dem Mond

Wissenschaft Physik
1

Hallo,

ja ich weiß, hätte auch ins Raumfahrtbrett gepasst,
aber meine Söhne machen das in Physik.

Die Lehrerin scheint nicht sehr fähig zu sein.
Bei der letzten Arbeit war die beste Note eine 5.
Im Buch steht nichts über das Thema, dafür gibt’s lose
Blätter, die aber bei meinen Goldkindern nicht vollständig
zu sein scheinen.
Ansonsten möchte ich vorausschicken, dass zu meiner
Zeit noch mit Kilopond gerechnet wurde, nicht mit
Newton, und in Physik hatte ich je nach Jahr eine Vier
oder eine Fünf.

Und jetzt hoffe ich, dass mir jemand mit den folgenden
Aufgaben helfen kann.

  1. Ein Astronaut hat auf der Erde mit Raumanzug 156kg Masse.
    Wieviel Masse und Gewichtskraft hat er auf dem Mond?

Hat er auf dem Mond nun die gleiche Masse und 1/6 Gewichtskraft?
Oder hat er auf dem Mond 1/6 Masse (also 26kg) und
26x1.4 = 36,4 N Gewichtskraft?

Wenn mir das jemand erklärt, kommt dann die nächste Frage (stöhn).

Gruß
Elke

2

Hallo Elke,
ich versuchs mal:
Die Masse ist eine der Standard- Grössen in der Physik, wie auch beispielsweise Länge (Standardmass Meter)oder Zeit (Sekunden). kg ist eine der Basiseinheiten nach Internationalem Einheitssystem (SI-Einheiten). Darum dürfte die Masse des Astronauten auch auf dem Mond 156 kg betragen.

Die Gewichtskraft ist in der Mechanik definiert mit F=m*g
wobei g die jeweils herrschende Anziehungskraft (hab da den Wert für den Mond nicht, aber 1/6 * 9,81 m/s^2 kannst du wohl annehmen) 9,81 m/s^2 ist die Erdanziehungskraft.
Und damit bekommt ihr 156 kg * 1/6 * 9,81 m/s^2 = …N
Denn 1N= 1kg*m/s^2

Hoffe das hilft euch erstmal, sonst nochmal melden,
Anja

3

Die Schwerebeschleunigung beispielsweise auf dem Mond ist geringer als auf der Erde (ca. 1/6 der Schwerebeschleunigung auf der Erde). Dies bedeutet, dass ein Körper, der zuvor auf der Erde gewogen wurde, auf dem Mond zwar nach wie vor dieselbe Masse hat, seine Gewichtskraft jedoch dort geringer ist.

Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Gewichtskraft

Gruß, multze

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

4

Hallo Anja

9,81 m/s^2 ist die Erdanziehungskraft.

Ähm, ja doch besser ne Beschleunigung :wink:
Ist klar, dass du das weisst, aber da ist halt jemand, der fragt, ob Masse auf dem Mond gleich groß ist (ist ja nicht schlimm oder so), also sollten wir möglichst genau bleiben :wink:

Ich vermute ja auch stark, dass es nur ein „Versprecher“ war

VG, Stefan

5

Hallo!

Die Lehrerin scheint nicht sehr fähig zu sein.
Bei der letzten Arbeit war die beste Note eine 5.

Mit Verlaub: Deutet das nicht eher darauf hin, dass die Schüler nicht besonders fähig sind?

Im Buch steht nichts über das Thema, dafür gibt’s lose
Blätter, die aber bei meinen Goldkindern nicht vollständig
zu sein scheinen.

Nochmal mit Verlaub: Wenn Gewichtskraft und Masse im Lehrplan stehen, dann steht unter Garantie auch dazu was im verwendeten Schulbuch. Ich kenne jedenfalls kein Mittelstufen-Physikbuch, in dem nicht ausführlich über die Problematik Masse/Gewichtskraft geschrieben steht - und ich kenne einige.

  1. Ein Astronaut hat auf der Erde mit Raumanzug 156kg Masse.
    Wieviel Masse und Gewichtskraft hat er auf dem Mond?

Hat er auf dem Mond nun die gleiche Masse und 1/6
Gewichtskraft?
Oder hat er auf dem Mond 1/6 Masse (also 26kg) und
26x1.4 = 36,4 N Gewichtskraft?

Wenn mir das jemand erklärt, kommt dann die nächste Frage
(stöhn).

„Masse“ ist ein Maß für die Trägheit eines Körpers. Es ist also eine Eigenschaft eines Körpers. Wenn man ihn zum Mond bringt, ändert man seine Eigenschaften ansonsten nicht.

„Gewichtskraft“ gibt an, wie stark ein Körper von der Erde bzw. dem Mond „nach unten“ gezogen wird. Es ist also eine Wechselwirkung zwischen einem Körper und dem Himmelskörper auf dem er steht. Wenn man einen Körper auf den Mond bringt, befindet er sich auf einem anderen Himmelskörper. Folglich muss sich auch diese Wechselwirkung, d. h. die „Gewichtskraft“, ändern.

Ich möchte die Lehrerin Deiner Kinder nicht in Schutz nehmen. Vielleicht ist sie ja tatsächlich so unfähig wie Du schreibst. Ich würde aber Dir und Deinen Kindern empfehlen, nicht die Schuld für den eigenen Misserfolg bei anderen zu suchen. Dadurch verbaut man sich nämlich die Chance, es beim nächsten Mal besser zu machen.

Michael

6

Hallo Michael,

Die Lehrerin scheint nicht sehr fähig zu sein.
Bei der letzten Arbeit war die beste Note eine 5.

Mit Verlaub: Deutet das nicht eher darauf hin, dass die
Schüler nicht besonders fähig sind?

Eine Lehrerin, die bei keinem ihrer Schüler (auch solche,
die in anderen naturwissenschaftlichen Fächern gute bis
sehr gute Noten haben) eine bessere Note als eine Fünf
rauskriegt, muss sich zumindest in Frage stellen lassen.

Im Buch steht nichts über das Thema, dafür gibt’s lose
Blätter, die aber bei meinen Goldkindern nicht vollständig
zu sein scheinen.

Nochmal mit Verlaub: Wenn Gewichtskraft und Masse im Lehrplan
stehen, dann steht unter Garantie auch dazu was im verwendeten
Schulbuch. Ich kenne jedenfalls kein Mittelstufen-Physikbuch,
in dem nicht ausführlich über die Problematik
Masse/Gewichtskraft geschrieben steht - und ich kenne einige.

Es gibt keine „Mittelstufen-Physikbuch“, sondern nur
jahrgangsbezogene Physikbücher. Auf das Problem angesprochen,
bekam ich gesagt, dass die SChulbücher vor 8 Jahren angeschafft
wurden, der Lehrplan aber inzwischen so geändert wurde, dass
einige Themen die früher in der 9. Klasse behandelt wurden nun
in der 8. behandelt werden und umgekehrt. Die Lehrer behelfen
sich mit kopierten SEiten, teilweise aus dem Physikbuch der
anderen Klasse, teilweise selbsterstellte.

Vielen Dank, dass du schon mal meine Prämissen in Frage stellst.

  1. Ein Astronaut hat auf der Erde mit Raumanzug 156kg Masse.
    Wieviel Masse und Gewichtskraft hat er auf dem Mond?

Hat er auf dem Mond nun die gleiche Masse und 1/6
Gewichtskraft?
Oder hat er auf dem Mond 1/6 Masse (also 26kg) und
26x1.4 = 36,4 N Gewichtskraft?

Wenn mir das jemand erklärt, kommt dann die nächste Frage
(stöhn).

Ich möchte die Lehrerin Deiner Kinder nicht in Schutz nehmen.
Vielleicht ist sie ja tatsächlich so unfähig wie Du schreibst.
Ich würde aber Dir und Deinen Kindern empfehlen, nicht die
Schuld für den eigenen Misserfolg bei anderen zu suchen.

Dadurch verbaut man sich nämlich die Chance, es beim nächsten
Mal besser zu machen.

Vielen Dank für diese Belehrung. Ich habe niemandem eine
Schuld zugeschoben, ich habe versucht, zu erklären, warum
ich Probleme habe, den Schulstoff meiner Kinder
zu verstehen. Verstehen müsste ich ihn nicht, wenn die
Kinder ihn in der Schule lernen würden. Da von 29 Kindern
in dem Test 25 tatsächlich 0 Punkte zusammenbekommen haben,
die restlichen vier nur wenig mehr, liegt trotz allem die
Vermutung nahe, dass es nicht allein an den Schülern liegen
kann.

Elke

7

Hallo Elke,

  1. Ein Astronaut hat auf der Erde mit Raumanzug 156kg Masse.
    Wieviel Masse und Gewichtskraft hat er auf dem Mond?

Es gilt:

FG = m g

mit
FG = Gewichtskraft
m = Masse
g = Gravitationsbeschleunigung an dem Ort, an dem sich die Masse m befindet (= Feldstärke des Gravitationsfeldes an diesem Ort); manchmal auch „Ortsfaktor“ genannt

Die übliche Einheit für Kräfte sind „N“ (Newton), die übliche Einheit für Massen „kg“, und die Gravitationsbeschleunigung wird üblicherweise in der Einheit „m/s²“ angegeben.
Es gilt: 1 kg m/s² = 1 N.

Ein Astronaut mit 156 kg Masse (Raumanzug inklusive) hat…

…in Köln (gKöln = 9.823 m/s²) die Masse 156 kg und die Gewichtskraft
FG Köln = 156 kg * 9.823 m/s² = 1532.388 N

…am Äquator (gÄquator = 9.745 m/s²) die Masse 156 kg und die Gewichtskraft
FG Äquator = 156 kg * 9.745 m/s² = 1520.22 N

…am Nordpol (gNordpol = 9.832 m/s²) die Masse 156 kg und die Gewichtskraft
FG Nordpol = 156 kg * 9.832 m/s² = 1533.79 N

und…

…auf dem Mond (gMond = 1.57 m/s²; Durchschnittswert) die Masse 156 kg und die Gewichtskraft
FG Mond = 156 kg * 1.57 m/s² = 244.92 N

Mit freundlichem Gruß
Martin

8

Hi,

mir fiel das damals auch schwer, aber mittlerweile kapier ich’s :smile:

Masse und Gewicht sind zwei verschiedene Dinge.

Masse ist die Eigenschaft jeder Materie, und ist identisch mit ihrem Widerwillen, sich in Bewegung versetzen zu lassen, oder ihrer „Trägheit“ (einfach ausgedrückt). Warum das so ist, weiß man nicht.
Eine Eisenkugel seitlich wegzustoßen ist schwieriger als eine Styroporkugel: Sie hat mehr Masse. Und zwar ganz egal, ob man auf der Erde, auf dem Mond oder schwebend im Weltraum ist, und man braucht auch immer die selbe Kraft dafür, muß immer gleich stark drücken, um die Eisenkugel wegzuschieben.

Also ist die Masse eines Gegenstandes immer dieselbe, wo auch immer er sich befindet, Masse ist eine Eigenschaft von Materie, so wie zB Farbe eine Eigenschaft ist.

Die Kraft, mit der an einer Masse in einem Schwerefeld gezogen wird, nennen wir „Gewicht“. Schwerefelder sind verschieden. Das Schwerefeld der Erde ist größer als das Schwerefeld des Mondes. Im Weltall weit draußen gibt es fast gar kein Schwerefeld. Auf eine Bowlingkugel wirkt in einem kleinen Schwerefeld eine kleine Kraft, in einem großen Schwerefeld eine große Kraft. Diese Kraft nennen wir „Gewicht“ in diesem Schwerefeld. Das Gewicht ist also verschieden, je nachdem, wo sich etwas befindet, die Masse ist jedoch immer gleich.
„Gewicht“ ist keine Eigenschaft einer Materie, sondern nur eine Wirkung auf diese Materie.

Ist eigentlich ganz einfach.

Jede Masse erzeugt übrigens ein Schwerefeld, allerdings braucht man furchtbar viel Masse, um ein einigermaßen starkes Schwerefeld zu erzeugen.

Gruß
Moriarty

9

Danke dir auch, Moriarty.

Jetzt mal sehen, wie gut ich das den Jungs vermitteln kann.

Eine Eisenkugel seitlich wegzustoßen ist schwieriger als eine
Styroporkugel: Sie hat mehr Masse. Und zwar ganz egal, ob man
auf der Erde, auf dem Mond oder schwebend im Weltraum ist, und
man braucht auch immer die selbe Kraft dafür, muß immer gleich
stark drücken, um die Eisenkugel wegzuschieben.

Jetzt mal unabhängig von der Physik und der Schule,
sondern Scifi-mässig. Wenn das stimmt (oder verstehe ich
es falsch?), warum hat man dann Angst, dass sich Muskeln
auf dem Mond zurückbilden (wo doch dieselbe Kraft zum z.B.
laufen benötigt wird?). In der SChwerelosigkeit ist es ja
wohl so, zumindest wenn ich den Bildern der Astronauten
nach der Raumstation glauben darf.

Gruß
Elke

10

Hai, Elke,

Jetzt mal unabhängig von der Physik und der Schule,
sondern Scifi-mässig. Wenn das stimmt (oder verstehe ich
es falsch?), warum hat man dann Angst, dass sich Muskeln
auf dem Mond zurückbilden (wo doch dieselbe Kraft zum z.B.
laufen benötigt wird?). In der SChwerelosigkeit ist es ja
wohl so, zumindest wenn ich den Bildern der Astronauten
nach der Raumstation glauben darf.

auf der Erde zieht die Schwerkraft der Erde ständig an uns. Um uns nicht einfach zusammenzufalten, müssen wir ständig Teile der Muskulatur angespannt haben. Ständig gegen den Zug angehen.
Sind wir nun in der Schwerelosigkeit, fällt der Dauerzug weg, die Muskeln werden nicht gebraucht und was nicht gebraucht wird, wird nicht erhalten. Einer der ersten Effekte ist darum ja auch, daß die Raumanzüge, die ja maßgeschneidert werden, zu kurz werden - d.h. natürlich werden die Anzüge nicht kürzer, sondern die Wirbelsäule, die ja durch die Schwerkraft auf der Erde ständig zusammengedrückt wird, faltet sich auseinander, wird gerader - der Mensch wächst.

Gruß
Sibylle

11

Friedenspfeife
Hallo Elke!

Eine Lehrerin, die bei keinem ihrer Schüler (auch solche,
die in anderen naturwissenschaftlichen Fächern gute bis
sehr gute Noten haben) eine bessere Note als eine Fünf
rauskriegt, muss sich zumindest in Frage stellen lassen.

Es ist hier nicht der Ort, um das auszudiskutieren. Dazu kenne ich auch den konkreten Fall viel zu wenig. Fakt ist jedenfalls, dass schlechte Noten nicht von Lehrern geschrieben werden, sondern von Schülern. D. h. durch schlechte Noten wird erst einmal attestiert, dass die Schüler den Anforderungen nicht gerecht werden. Ob das an der mangelnden Leistungsbereitschaft der Schüler, am schlechten Unterricht oder an der Höhe der Anforderungen liegt, steht auf einem anderen Blatt. Ich wollte nur sagen, dass die Gleichung „schlechte Noten = schlechter Lehrer“ so nicht haltbar ist. Vielleicht wolltest Du das so nicht ausdrücken; es klang aber so.

Es gibt keine „Mittelstufen-Physikbuch“, sondern nur
jahrgangsbezogene Physikbücher. Auf das Problem angesprochen,
bekam ich gesagt, dass die SChulbücher vor 8 Jahren
angeschafft
wurden, der Lehrplan aber inzwischen so geändert wurde, dass
einige Themen die früher in der 9. Klasse behandelt wurden nun
in der 8. behandelt werden und umgekehrt. Die Lehrer behelfen
sich mit kopierten SEiten, teilweise aus dem Physikbuch der
anderen Klasse, teilweise selbsterstellte.

Das konnte ich natürlich nicht ahnen. Es sollte an und für sich selbstverständlich sein, dass jeweils mit den zum aktuellen Lehrplan passenden Büchern unterrichtet wird.

Vielen Dank für diese Belehrung.

Das sollte keine Belehrung sein, sondern ein gut gemeinter Rat. Ich hoffe, dass Du wenigstens mit meiner Erklärung etwas anfangen konntest.

Michael

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Hallo!

Die Lehrerin scheint nicht sehr fähig zu sein.
Bei der letzten Arbeit war die beste Note eine 5.

Mit Verlaub: Deutet das nicht eher darauf hin, dass die
Schüler nicht besonders fähig sind?

mit sicherheit nicht:smile:

sonne-erde
erde-mond
mann-frau
schueler-lehrer

es gehoeren immer 2 dazu…

und meistens hat der greossere einen groesseren einfluss auf den kleineren:smile:

13

Es ist hier nicht der Ort, um das auszudiskutieren. Dazu kenne
ich auch den konkreten Fall viel zu wenig. Fakt ist
jedenfalls, dass schlechte Noten nicht von Lehrern geschrieben
werden, sondern von Schülern. D. h. durch schlechte Noten wird
erst einmal attestiert, dass die Schüler den Anforderungen
nicht gerecht werden. Ob das an der mangelnden
Leistungsbereitschaft der Schüler, am schlechten Unterricht
oder an der Höhe der Anforderungen liegt, steht auf einem
anderen Blatt. Ich wollte nur sagen, dass die Gleichung
„schlechte Noten = schlechter Lehrer“ so nicht haltbar ist.
Vielleicht wolltest Du das so nicht ausdrücken; es klang aber
so.

die gleichung lautet: fast 30 schlechte noten = schlechter lehrer.

14

Hallo!

sonne-erde
erde-mond
mann-frau
schueler-lehrer

es gehoeren immer 2 dazu…

und meistens hat der greossere einen groesseren einfluss auf
den kleineren:smile:

Neeeiiin! actio=reactio (Das wusste schon Newton). Es ist lediglich so, dass der trägere Körper durch die gleiche Kraft weniger stark beschleunigt wird. Im Verhältnis Lehrer - Schüler hängt die Trägheit jedoch nicht unbedingt von der Körpermasse ab :wink:

Michael

15

Hallo Stefan,
Mir brauchst du das nicht erklären, denn wie du wahrscheinlich gelesen hast bin ich angehende Diplomingenieurin. Da du mit deinen 120 Jahren aber über soviel Weisheit und Erfahrung in der Didaktik verfügst wüsste ich gerne wie du den Lütten klarmachst, daß die Kraft, die sie auf der Erde hält eine Beschleunigung ist…
Wenn du da die passenden Worte kindgerecht findest, Reschpeckt :smile:. Testobjekt wird dann mein 12-Jähriger Bruder :smile:
Anja

16

Beziehungsfunktion
Hallo Anja

Mir brauchst du das nicht erklären, denn wie du wahrscheinlich
gelesen hast bin ich angehende Diplomingenieurin.

Nein, hab ich nicht, weil ich das nicht für nötig halte, da ich diese Sache jedem zutraue, der hier was schreibt und bei dem einem nicht die Augen aus dem Gesicht fallen.

Da du mit

deinen 120 Jahren aber über soviel Weisheit und Erfahrung in
der Didaktik verfügst wüsste ich gerne wie du den Lütten
klarmachst, daß die Kraft, die sie auf der Erde hält eine
Beschleunigung ist…

So, Polemik ist nicht nötig! Ich fand nur lustig, dass die Altersangabe fast unbegrenzt ist.

Und „Weisheit und Erfahrung“ in Didaktik kannst Du wahrscheinlich auch nicht massig auffahren, wenn Du nicht seit 10 Jahren massig Nachhilfe gibst.
Aber ich kann Dir sagen, dass ich vermute, dass die Kinder da ja noch garnicht interpretieren können, was eine Beschleunigung ist, wenn man sich nicht bewegt. Aber man könnte doch einfach „postulieren“, dass die Erde diese Beschleunigung hat und dass ihr Wert 10 N/kg bzw 10m/s^2 ist, abhängig davon ob Fall oder Liegen auf dem Boden.

Ich musste das in der Mittelstufe auch lernen! Und wenn das Kind dann ein paar mal rechnet, dann sieht es doch auch, dass das mit den Einheiten hinkommt, wenn man F=m*a=m*g (für Aufliegen auf dem Boden) und v=a*t bzw s=1/2*a*t^2 rechnet

Kinder lernen durch Anwendung denke ich immer und wenn Du die Beschleungigung als Kraft bezeichnest und das Kind dann die Gewichtskraft errechnen soll und sieht dann, oh das sind ja verschiedene Einheiten! Das ist doch bestimmt auch nicht das wahre!

Aber ich denke ja eher, deine Kritik an mir bezieht sich auf die Beziehungsfunktion, die Du hinter meiner Äußerung gesehen hast und dich als Diplomantin angegriffen gesehen hast, jedoch schreibe ich das hier völlig wertfrei :wink:

VG, Stefan

Wenn du da die passenden Worte kindgerecht findest, Reschpeckt

). Testobjekt wird dann mein 12-Jähriger Bruder :smile:

Anja

17

:smile:
http://www.amazon.de/exec/obidos/ASIN/3548359698/qid…

keine weitere Rechtfertigung, stimme dir zu, daß man Äppel nicht mit Hühnern und Euronen nicht direkt mit Kilos vergleichen kann.

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Hallo Sibylle,

d.h. natürlich werden die Anzüge nicht kürzer,
sondern die Wirbelsäule, die ja durch die Schwerkraft auf der
Erde ständig zusammengedrückt wird, faltet sich auseinander,
wird gerader - der Mensch wächst.

Da will ich hin! Sofort.

Danke für die Erklärung

Gruß
Elke

*157cm*

19

Hallo!

sonne-erde
erde-mond
mann-frau
schueler-lehrer

es gehoeren immer 2 dazu…

und meistens hat der greossere einen groesseren einfluss auf
den kleineren:smile:

Neeeiiin! actio=reactio (Das wusste schon Newton).

voellig richtig…was die frage aufwirft. was fuer eine „actio“ wurde denn in das klassenzimmer geworfen, damit es ein „reactio“ gab, welches gerade mal zu lauter 5en reichte.

wieso sehe ich deine antwort erst heute…:frowning:

mfg:smile:
rene