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Aufgabe

Astronautenwissen

Schwierigkeitsgrad: mittelschwere Aufgabe

a)

Erläutere, ob ein Astronaut im Weltall weit weg von sämtlichen Himmelskörpern mit einer Federwaage oder mit einer Balkenwaage das Gewicht eines Körpers bestimmen kann.

b)
Abb. 1 Apollo 15 Mission

Ein Astronaut hat vor dem Start zum Mond die Masse \(72,0{\rm{kg}}\). Durch die Anstrengung des Fluges nimmt er ab. Mit der Federwaage stellt er auf dem Mond ein Körpergewicht von \({115{\rm{N}}}\) fest.

Berechne, wie viele Kilogramm er abgenommen hat.

Rechne dabei mit \[{g_{{\rm{Erde}}}} = 9{,}81\,\frac{{\rm{N}}}{{{\rm{kg}}}}\text{ und }{g_{{\rm{Mond}}}} = 1{,}62\,\frac{{\rm{N}}}{{{\rm{kg}}}}\]

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a)

Man kann weder mit der Federwaage noch mit der Balkenwaage das Gewicht des Körpers bestimmen, da der Körper schwerelos ist.

Anmerkung: Die Masse ließe sich allenfalls durch einen Beschleunigungsversuch ermitteln.

b)

Die Masse des Astronauten auf dem Mond beträgt nur noch \[{F_{{\rm{G,Mond}}}} = {g_{{\rm{Mond}}}} \cdot m \Leftrightarrow m = \frac{{{F_{{\rm{G,Mond}}}}}}{{{g_{{\rm{Mond}}}}}} \Rightarrow m = \frac{{115\,{\rm{N}}}}{{1{,}62\,\frac{{\rm{N}}}{{{\rm{kg}}}}}} = 71{,}0\,{\rm{kg}}\]Der Astronaut hat um \(72{,}0\,{\rm{kg}} - 71{,}0\,{\rm{kg}} = 1{,}0\,{\rm{kg}}\) abgenommen.

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Mechanik

Kraft und Masse; Ortsfaktor