Physik · Klasse 7–8 · aktualisiert
Masse in der Physik einfach erklärt
Masse beschreibt Trägheit. Lerne Einheiten, Balkenwaage und den Unterschied zur Gewichtskraft kennen.
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Kurz gesagt
Die Masse m beschreibt, wie träge ein Körper ist, und wird in Kilogramm gemessen. Sie bleibt bei einem Ortswechsel gleich. Eine Balkenwaage bestimmt sie durch Vergleich mit bekannten Wägestücken; 1\,\mathrm{kg}=1000\,\mathrm{g}.
Die Masse beschreibt, wie träge ein Körper ist. Ihr Formelzeichen ist m, ihre SI-Einheit ist das Kilogramm (\mathrm{kg}). Die Masse bleibt bei einem Ortswechsel gleich – anders als die Gewichtskraft.
Deine Lernziele
Hake ab, was du schon kannst. Löst du alle Aufgaben eines Abschnitts, hakt Mela das Ziel für dich ab.
4 Abschnitte
Ein Pkw und ein schwerer Bus erfahren dieselbe Gesamtkraft. Die Gesamtkraft fasst alle Kräfte zusammen, die auf einen Körper wirken. Der Pkw ändert seine Bewegung stärker. Der Bus widersetzt sich der Beschleunigung stärker: Er hat mehr Trägheit.
Masse zeigt sich auch darin, dass ein Körper von einem Himmelskörper angezogen wird. Für beide Beobachtungen verwenden wir in diesen Aufgaben dieselbe Masse. So kannst du Bewegung und Gewichtskraft mit dem gleichen Wert beschreiben.
Definition
Masse
Die Masse m ist ein Maß für die Trägheit eines Körpers. Je größer seine Masse ist, desto schwerer lässt sich sein Bewegungszustand ändern. Die Masse ist außerdem ortsunabhängig.
Beispiel
- 1Erzeugt dieselbe Gesamtkraft bei Körper A nur die halbe Beschleunigung wie bei Körper B, besitzt A die doppelte Masse von B.
Teste dich
Die SI-Einheit der Masse ist das Kilogramm. Für große oder kleine Massen nutzt du auch Tonnen, Gramm und Milligramm. Von einer größeren zur nächstkleineren Einheit multiplizierst du mit 1000. In der Gegenrichtung dividierst du durch 1000.
| Einheit | Umrechnung |
|---|---|
| 1\,\mathrm{t} | 1000\,\mathrm{kg} |
| 1\,\mathrm{kg} | 1000\,\mathrm{g} |
| 1\,\mathrm{g} | 1000\,\mathrm{mg} |
Beispiel: Tonnen und Milligramm umrechnen
- 1Gesucht sind 3{,}54\,\mathrm{t} in Gramm. Von Tonnen zu Kilogramm und dann zu Gramm sind es zwei Schritte:
- 23{,}54\,\mathrm{t}=3540\,\mathrm{kg}
- 33540\,\mathrm{kg}=3\,540\,000\,\mathrm{g}
- 4Also gilt 3{,}54\,\mathrm{t}=3\,540\,000\,\mathrm{g}.
- 5Gesucht sind außerdem 600\,\mathrm{mg} in Kilogramm. Gehe dafür zwei Stufen zu größeren Einheiten:
- 6600\,\mathrm{mg}=0{,}6\,\mathrm{g}
- 70{,}6\,\mathrm{g}=0{,}0006\,\mathrm{kg}
Merke: Schreibe zu jedem Zwischenergebnis die Einheit. So erkennst du, ob du in die richtige Richtung umgerechnet hast.
Teste dich
Eine Waage bestimmt die Masse. Eine Balkenwaage vergleicht eine unbekannte Masse mit bekannten Wägestücken. Prüfe zuerst die Nulllage. Lege dann den Körper auf eine Schale und passende Wägestücke auf die andere. Im Gleichgewicht addierst du die Massen der Wägestücke.
Beispiel
- 1Auf einer Seite der Balkenwaage liegt ein Körper. Die andere Seite ist mit Wägestücken von 1\,\mathrm{kg}, 200\,\mathrm{g} und 50\,\mathrm{g} im Gleichgewicht.
- 2Zuerst bringst du alle Angaben auf dieselbe Einheit:
- 31\,\mathrm{kg}=1000\,\mathrm{g}
- 4Dann addierst du:
- 51000\,\mathrm{g}+200\,\mathrm{g}+50\,\mathrm{g}=1250\,\mathrm{g}
- 6Der Körper hat die Masse 1250\,\mathrm{g} beziehungsweise 1{,}25\,\mathrm{kg}.
Beispiel: So gehst du vor
- 1Schätze die Masse und wähle eine passende Waage sowie geeignete Wägestücke.
- 2Prüfe ohne aufgelegte Gegenstände die Nulllage.
- 3Lege den Körper auf eine Waagschale und Wägestücke auf die andere.
- 4Verändere die Wägestücke, bis die Waage im Gleichgewicht ist.
- 5Addiere die Massen der Wägestücke. Ihre Summe ist die Masse des Körpers.
Teste dich
Im Alltag wird Masse oft „Gewicht“ genannt. In der Physik sind es verschiedene Größen: Die Masse ist eine Eigenschaft des Körpers, die Gewichtskraft ist eine Kraft. Für sie gilt:
F_G=m\cdot g
Dabei steht F_G für die Gewichtskraft in Newton, m für die Masse in Kilogramm und g für den Ortsfaktor in \mathrm{N/kg}. Suchst du die Masse und ist g nicht null, teilst du die Kraft durch den Ortsfaktor:
m=\frac{F_G}{g}
Nahe der Erdoberfläche kannst du näherungsweise mit g=9{,}81\,\mathrm{N/kg} rechnen.
Auch Dichte und Volumen können eine Masse bestimmen. Die Dichte \rho gibt Masse pro Volumen an. Bei gleichmäßigem Stoff gilt:
m=\rho\cdot V
Hier ist V das Volumen. Bei \rho in \mathrm{g/cm^3} und V in \mathrm{cm^3} erhältst du m in Gramm. Aus der beschleunigenden Gesamtkraft F und der Beschleunigung a folgt, wenn a nicht null ist:
m=\frac{F}{a}
Bei derselben Kraft bedeutet eine kleinere Beschleunigung eine größere Masse.
| Masse | Gewichtskraft |
|---|---|
| Eigenschaft des Körpers | Kraft durch die Gravitationswirkung |
| Formelzeichen m | Formelzeichen F_G |
| Einheit Kilogramm (\mathrm{kg}) | Einheit Newton (\mathrm{N}) |
| bleibt bei einem Ortswechsel gleich | hängt vom Ortsfaktor ab |
| Messgerät: Waage | Messgerät: Kraftmesser |
Beispiel: Masse aus Gewichtskraft bestimmen
- 1Gegeben: F_G=10\,\mathrm{N} und g=9{,}81\,\mathrm{N/kg}
- 2m=\frac{10\,\mathrm{N}}{9{,}81\,\mathrm{N/kg}} m\approx1{,}02\,\mathrm{kg}
- 3Die Einheit passt, denn beim Dividieren kürzt sich Newton heraus. Der Körper hat an der Erdoberfläche ungefähr die Masse 1\,\mathrm{kg}.
Merke: Bei einem Ortswechsel bleibt die Masse gleich. Ändert sich der Ortsfaktor, ändert sich die Gewichtskraft.
Teste dich
Alles auf einen Blick
Masse
Bedeutung
Masse misst die Trägheit eines Körpers
Einheit
Kilogramm; zwischen benachbarten Masseneinheiten liegt der Faktor 1000
Messen
Eine Balkenwaage vergleicht mit bekannten Massen
Ortswechsel
Die Masse bleibt gleich
Gewichtskraft
F_G=m\cdot g; die Kraft hängt vom Ort ab
Weitere Wege
m=\rho\cdot V oder m=F/a unter passenden Bedingungen
Musteraufgabe · Schritt für Schritt
Masse mit Wägestücken bestimmen
- 1Eine Balkenwaage steht leer in der Nulllage. Ein Gegenstand wird mit Wägestücken von 300\,\mathrm{g}, 20\,\mathrm{g} und 5\,\mathrm{g} ausgeglichen.
- 2Addiere die bekannten Massen in derselben Einheit:
- 3m=300\,\mathrm{g}+20\,\mathrm{g}+5\,\mathrm{g}=325\,\mathrm{g}
- 4Umgerechnet sind das 325\,\mathrm{g}=0{,}325\,\mathrm{kg}. Die Waage vergleicht Massen am selben Ort.
Fehler finden
Gramm in Kilogramm prüfen In einer Zeile steckt ein Fehler. Tippe sie an.
Fehler in Zeile 3Beim Umrechnen wurde das Komma nur zwei statt drei Stellen nach links verschoben. Richtig ist 750\,\mathrm{g}=0{,}75\,\mathrm{kg}.
Lückentext
Wähl in jeder Lücke das passende Wort und prüf dann deine Antworten.
Eine größere Masse bedeutet mehr bei gleicher Kraft. Die Balkenwaage vergleicht die Masse mit . Die SI-Einheit der Masse ist .
Karteikasten
Erst selbst überlegen, dann umdrehen.
Übung mit Feedback