Ein Körper der Masse m = 1 kg (2 kg) wird bei uns von der Erde mit einer Gewichtskraft G von ungefähr 10 N (20 N) angezogen. Man sagt auch, der Körper der Masse 1 kg erfährt eine Gewichtskraft von ungefähr 10 N.

Allgemein erfährt ein Körper der Masse m an einem bestimmten Ort eine Gewichtskraft G = m·g. g ist der so genannte Ortsfaktor, der vom Ort abhängt, aber unabhängig von der Masse m ist.

Abb. 1: Zeichnet man ein m-G-Diagramm (G nach oben, m nach rechts; oft wird es auch G(m)-Diagramm genannt) für einen festen Ort, dann erkennt man eine Ursprungsgerade. Dort ist die Steigung ΔG/Δm = G/m konstant. Der Ortsfaktor g ist die Steigung des m-G-Diagramms. Näheres zur Steigung ΔG/Δm findest du hier .

Bei uns (in der Nähe der Erdoberfläche) hat der Ortsfaktor ungefähr den Wert

Dass g unabhängig vom Körper am gleichen Ort immer den gleichen Wert hat, ist sehr merkwürdig. Denn m ist eine Eigenschaft des Körpers allein; m misst seine Trägheit. Andererseits ist G die Kraft (mit dem Betrag G), mit der der Körper vom benachbarten Himmelskörper (z.B. der Erde) angezogen wird. G hängt offensichtlich vom Körper selbst und vom benachbarten Himmelskörper ab. Beide Größen, m und G, also Trägheit und Kraft, haben begrifflich nichts miteinander zu tun. Dennoch sind sie proportional zueinander.

Das hat Einstein zu vielen Überlegungen veranlasst. Er ging sogar noch weiter zu behaupten, dass man in einem kleinen Gebiet gar nicht unterscheiden könne, ob ein Körper beschleunigt wird (dabei würde seine Trägheit eine Rolle spielen), oder ob er von einer Gravitationskraft angezogen wird (hier spielt also sein Gewicht eine Rolle). Das hat zur Folge, dass ein frei fallender Körper keine Gewichtskraft erfährt. Das kannst du, zumindest teilweise, in einem sich beschleunigenden Aufzug nachweisen, wenn du dich dabei auf eine Waage stellst. Beschleunigt der Aufzug nach oben, zeigt die Waage ein größeres Gewicht als gewohnt an, beschleunigt er nach unten, so zeigt die Waage ein vermindertes Gewicht an. Im Falle eines Unfalls, wenn die Aufzugskabine frei fallen würde, würde sie gar kein Gewicht anzeigen,

Solche und ähnliche Überlegungen waren für Einstein der Anlass zur Entwicklung der "Allgemeinen Relativitätstheorie".

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( Juni 2014 )