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THEMA: Gewicht vs. Masse

Gewicht vs. Masse 13 Mär 2019 17:29 #49691

Hallo,
ich hab da ein grundsätzliches Problem zum Wikipedia-Artikel Balkenwaage.
Vielleicht gibt es hier ja Physiker mit mehr Gewicht/Masse als ich, die mich in der Diskussion unterstützen könnten?
(sonst verliere ich noch ganz den Glauben an die Mondlandung ;-)

Diskussion:

Fehler: Bestimmung der Masse

Die im Artikel abgegebene Behauptung:

"Balkenwaagen sind – im Gegensatz zu Waagen mit Federn – nicht von örtlichen Gravitationsunterschieden abhängig. Sie erlauben eine direkte Bestimmung der Masse."

ist falsch und sollte entfernt werden.

Begründung:

Diese Behauptung basiert auf einem Rechenfehler. Es wird vom Hebelgesetz ausgegangen, wobei, wie bei allen Waagen, Gewichtskräfte miteinander verglichen werden.

F1 * l1 = F2 * l2 im Gleichgewicht

In diese Gleichung wird F = m * g eingesetzt

m1 * g * l1 = m2 * g * l2

danach wird mit g gekürzt und man erhält

m1 * l1 = m2 * l2

mit der Behauptung es handelt sich um direkten Vergleich/Bestimmung von Massen.

Hier wird jedoch ein Fehler begangen. Und zwar handelt es sich bei der Größe g (Erdbeschleunigung) um einen Vektor. Eine Division durch einen Vektor und somit ein Kürzen ist deshalb schon mathematisch nicht erlaubt und somit falsch.

Auch das erhaltene Ergebnis ist somit falsch, was man leicht am (Gedanken)experiment nachvollziehen kann. Während das Hebelgesetz auch z.B. auf der ISS (International Space Station) mit Kräften nachvollziehbar ist, kann die 2te Gleichung NICHT nachvollzogen werden! Man kann beliebige Massen beliebig weit vom Drehpunkt plazieren ohne jeglichen Einfluß. Es können also KEINE Massen verglichen/bestimmt werden!

Aus einer falschen Rechnung werden hier falsche Schlußfolgerungen gezogen. Dass das dennoch gerade so "dumm" passt liegt daran, dass sich die Realität nicht an Rechenfehler hält, und das Schwerefeld der Erde trotz unerlaubtem wegkürzen nach wie vor vorhanden ist. Es werden also nach wie vor Kräfte! und keine Massen verglichen.

Auch die Behauptung, dass deshalb Balkenwaagen "nicht von örtlichen Gravitationsunterschieden abhängig" sind, ist mathematischer und physikalischer falsch.

Zur unerlaubten Division durch g-Vektor kommt hinzu, dass die g-Vektoren radial zum Massemittelpunkt verlaufen und somit keineswegs identisch sind!

Auch die Behauptung, dass derselbe Fehler mit Federn nicht möglich ist, kann widerlegt werden.

Man kann das Federgesetz in die selbe Form bringen wonach

F1/l1 = F2/l2 mit l1 und l2 die Auslenkung der Feder

und analog zum Balkenwaagenfehler

m1 * g / l1 = m2 * g / l2

m1 / l1 = m2 / l2

wobei hier der g-Vektor sogar noch kollinear und damit "identischer" wäre als bei der Balkenwaage!

Ich hoffe, dass ich den Satz nach fast 50 Jahren unerbittlichen Bemühen endlich einmal löschen darf ;-) GEBT MIR EIN OK! --Jay-be 74214 (Diskussion) 15:46, 26. Jun. 2016 (CEST)

Halte ich nicht für richtig. Vielleicht könnte man im Artikel erwähnen, dass der direkte Massenvergleich so nicht auf einer bestimmten Raumstation oder sehr nahe am Mittelpunkt eines Planeten funktioniert. Aber eigentlich finde ich es nicht nötig. --Wwwilli (Diskussion) 01:09, 28. Jun. 2016 (CEST)

@Jay-be 74214: Zu Deiner Argumentation:

Auf beiden Seiten der Gleichung steht ein Term, der proportional zum Vektor der Erdbeschleunigung g → {\displaystyle {\vec {g}}} {\vec {g}} ist. Das kann nur erfüllt sein, wenn die beiden Proportionalitätsfaktoren denselben Wert haben. Daher folgt, dass m 1 l 1 = m 2 l 2 {\displaystyle m_{1}l_{1}=m_{2}l_{2}} {\displaystyle m_{1}l_{1}=m_{2}l_{2}}. Es liegt also ein logischer Schluss von der einen Gleichung auf die nächste vor, nicht eine Berechnung eines Bruchs mit einem Vektor im Nenner.
Balkenwaagen, die an die Grenzen der technisch erreichbaren Messgenauigkeit gehen sollen, sind ein wenig komplexer als eine Küchenwaage. Unter anderem vertauschen bei ihnen im Laufe einer Messung die Referenzmasse und der Probekörper den Platz. Auf diese Weise heben sich Asymmetrien, etwa im lokalen Schwerefeld auf.
So ziemlich jede physikalische Aussage in der klassischen Mechanik beruht auf einer Idealisierung und beschreiben die Wirklichkeit als Näherung. Das gilt nicht nur für die Abweichungen, die sich aus der Relativitätstheorie ergeben. Auch zentrale Begriffe der klassischen Mechanik sind bei genügend scharfer Betrachtung Idealisierungen. Weder Punktmassen noch ideal starre Körper existieren als wirkliche Objekte. Das macht physikalische Gesetze, die auf diesen Begriffen beruhen, nicht grundsätzlich "falsch". Vielmehr ist das der Punkt, an dem bei Präzisionsmessungen die Fehlerbetrachtung ansetzt. Das ist aber keine Besonderheit der Balkenwaage, sondern gilt für jegliches Messgerät.

-<)kmk(>- (Diskussion) 03:56, 28. Jun. 2016 (CEST)

Es geht hier nicht um Ungenauigkeiten, sondern die Behauptung ist sowohl aus mathematischer wie auch physikalischer Sicht falsch! Die Masse lässt sich mit keiner! Waage bestimmen. Mit Waagen werden nur Kräfte! verglichen keine Massen. Genau aus diesem Grund wird Masse nicht gewogen sondern "gezählt"

www.weltderphysik.de/mediathek/podcast/n...tion-des-kilogramms/

Und die Physiker würden dies nicht tun, wenn der bemängelte Text nicht falsch wäre!

--Jay-be 74214 (Diskussion) 17:16, 13. Mär. 2019 (CET)

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Gewicht vs. Masse 14 Mär 2019 10:39 #49713

da biegen sich die Balken :woohoo: :lol: :lol:

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Gewicht vs. Masse 14 Mär 2019 10:55 #49715

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jay-be,
du hast Unrecht.

Die Balkenwaage funktioniert unabhängig vom Schwerefeld, weil die Referenzmassen mit dabei am Ort sind.
Eine Federwaage gilt nur an dem Ort an dem sie geeicht wurde.

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Gewicht vs. Masse 16 Mär 2019 16:50 #49835

jay-be schrieb: Hier wird jedoch ein Fehler begangen. Und zwar handelt es sich bei der Größe g (Erdbeschleunigung) um einen Vektor. Eine Division durch einen Vektor und somit ein Kürzen ist deshalb schon mathematisch nicht erlaubt und somit falsch.

Du hast schon Recht, dass man bei Vektoren wachsam sein muss.

Es ist natürlich sehr wohl erlaubt, durch den Betrag eines Vektors zu dividieren, man muss nur darauf achten, dass der Vektor auch in die richtige Richtung zeigt. Und genau das ist hier natürlich erfüllt, weil sich die Waage von selbst immer in Richtung der Gravitation ausrichtet. Ansonsten müßte man eben zusätzlich den Cosinus des Winkels berücksichtigen. Dieser ist aber in diesem Fall immer cos(0)=1, kann also getrost weggelassen werden.

Und im Fall der Balkenwaage haben wir auch immer den gleichen Winkel für beide Waagschalen, so dass es sogar auf den Winkel gar.nicht ankommt, da der entsprechende Faktor auf beiden Seiten gleich wäre.

Wenn man natürlich in sehr kleinen Dimensionen eines Gravitationsfeldes arbeitet, wird es komplizierter, da sich die Gezeitenkräfte bemerkbar machen könnten. Davon war aber im Beispiel nicht die Rede.

jay-be schrieb: Es werden also nach wie vor Kräfte! und keine Massen verglichen.

Natürlich werden unmittelbar Kräfte verglichen, diese sind den Massen aber exakt proportional, so dass es mittelbar auf einen Vergleich der Massen hinausläuft, genauso wie in der Physik sehr oft nur mittelbar gemessen werden kann. Was als "direkt" oder "mittelbar" bezeichnet wird, ist aber sehr relativ. "Direkt" kann man gar nichts messen, außer vielleicht Schmerzen. Alles andere wird auch erst über Zeiger, Skalen, Lichtsignale abgelesen .... Die Balkenwaage vergleicht jedenfalls die Massen dank der direkten Proportionalität zum Gewicht "sehr" unmittelbar.

jay-be schrieb: Die Masse lässt sich mit keiner! Waage bestimmen. Mit Waagen werden nur Kräfte! verglichen keine Massen. Genau aus diesem Grund wird Masse nicht gewogen sondern "gezählt"

Mit Abzählen kommt man da nicht weit, man muss schon mit einer Referenzmasse vergleichen, um effektiv wiegen zu können. Auch die Federwaage muss dafür geeicht werden und ist dann in der entsprechenden Umgebung eine vollwertige Waage.

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Gewicht vs. Masse 18 Mär 2019 16:08 #49915

sebp schrieb: jay-be,
du hast Unrecht.

Die Balkenwaage funktioniert unabhängig vom Schwerefeld, weil die Referenzmassen mit dabei am Ort sind.
Eine Federwaage gilt nur an dem Ort an dem sie geeicht wurde.


Nein, sie vergleicht wie alle anderen Bestimmungen der Masse nur Kräfte,
ich kenne keine Messmethode zur direkten Bestimmung der Masse.
.

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Gewicht vs. Masse 18 Mär 2019 16:21 #49917

Dieter Grosch schrieb: Nein, sie vergleicht wie alle anderen Bestimmungen der Masse nur Kräfte,
ich kenne keine Messmethode zur direkten Bestimmung der Masse.
.

Ihnen ist bewusst das E=M*C2 gültig ist
Eine gespannte Feder ist Schwerer als eine ohne Kraft- also Energieeinwirkung .

Wir leben zwar alle unter dem gleichen Himmel, aber es haben nicht alle den gleichen Horizont.

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Wir leben zwar alle unter dem gleichen Himmel, aber es haben nicht alle den gleichen Horizont.

Gewicht vs. Masse 19 Mär 2019 10:25 #49969

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Dieter,

sie vergleicht wie alle anderen Bestimmungen der Masse nur Kräfte,...

Genau das ist aber die Masse.

Stell dir mal Materie vor die weder träge noch schwer ist.
Diese Materie hat die Masse 0.
Masse ist eine Wirkung.

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Gewicht vs. Masse 19 Mär 2019 11:11 #49973

Das ist doch ganz einfach, man schaut nach, wie Masse definiert ist:

SI 2019 (noch nicht in Kraft)
wiki: Die Definition des Kilogramms ändert sich wesentlich. Dessen neue Definition basiert nicht mehr auf einem Prototyp, sondern auf dem als exakt definierten Planckschen Wirkungsquantum mit der Einheit 1/s·m²·kg, was der Einheit J·s entspricht. Eine Konsequenz daraus ist, dass das Kilogramm im Gegensatz zur bisherigen Festlegung von der Definition der Sekunde und des Meters abhängig wird. Die Masse des Internationalen Kilogrammprototyps erhält dadurch (im Gegensatz zur bisher gültigen Festlegung als exaktem Wert) einen unsicherheitsbehafteten, gemessenen Wert.
Die Neudefinition entspricht der bisherigen Definition. Ihre Grundlage ist die Festlegung der Lichtgeschwindigkeit: Ein Meter ist die Länge der Strecke, die das Licht im Vakuum während der Dauer von 1 / 299 792 458 Sekunde zurücklegt.
Die Neudefinition entspricht der bisherigen Definition: Eine Sekunde ist das 9 192 631 770fache der Periodendauer der dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustandes von Atomen des Caesium-Isotops ¹³³Cs entsprechenden Strahlung.

Die Neudefinitionen wurden am 16. November 2018 beschlossen und sie werden am 20. Mai 2019 in Kraft treten.

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Gewicht vs. Masse 19 Mär 2019 12:26 #49981

sebp schrieb: Dieter,

sie vergleicht wie alle anderen Bestimmungen der Masse nur Kräfte,...

Genau das ist aber die Masse.

Stell dir mal Materie vor die weder träge noch schwer ist.
Diese Materie hat die Masse 0.
Masse ist eine Wirkung.


Nein, Masse ist gleich Wirkung, oder Raumbeschleunigung, also meine Darstellung kg = m^3/s^2.

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Gewicht vs. Masse 19 Mär 2019 19:47 #50012

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Hallo Herr Grosch,

ich habe Sie jetzt wiederholt darauf hingewiesen, dass in diesem Forum kein Platz für Ihre persönliche alternative Theorie ist. Daher sperre ich Sie jetzt bis kommenden Samstag. Bei weitergehenden Verstößen würden wir auch über eine dauerhafte Sperre nachdenken müssen.

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