Newton und Kilogramm Federwaage (1, 5, 10, 20 und 30 Newton)

Diese stabilen und handlichen Federwaagen mit schwenkbarem Aufhängebügel und Haken sind jeweils für unterschiedliche Gewichte ausgelegt: Aktuell haben wir folgende  Waagen zur Auswahl:

• bis 100 Gramm bzw. 1 Newton
• bis 500 Gramm, also 5 Newton
• bis 1.000 g, also 10 Newton
• bis 2.000 g, also 20 Newton
• bis 3.000 g, also 30 Newton

Entsprechend besitzen die Federwaagen zwei Skalen: eine für Newton und eine für Gramm. Am oberen Ende der Federwaage befindet sich eine Mutter, mit der man die Nullposition einstellen kann. Federwaagen sind ein hervorragendes Anschauungsobjekt, um den Unterschied zwischen Masse und Gewichtskraft, kurz Gewicht, sowie Newton und Kilogramm zu verstehen.

Waagen als Kraftmesser
Eine Waage ist eigentlich ein Kraftmesser und so misst auch diese Federwaage die Kraft zwischen zwei Körpern, nämlich dem Gegenstand, der an der Federwaage hängt und von der Erde angezogen wird, und der Erde selbst. Diese Kraft wird in der Einheit Newton (N) angegeben und hat auf der Erde einen Wert von 9,81 Newton.

Man kann es auch wie folgt ausdrücken: Auf der Erde hat ein Kilogramm eine durchschnittliche Gewichtskraft von 9,81 Newton, drückt also mit dieser Kraft auf der Waage oder allgemein auf den Untergrund, auf dem er steht. Umgekehrt weiß man damit, dass eine Kraftwirkung von 9,81 Newton einem Kilogramm entspricht. Betrachtet man ein einzelnes Newton, so entspricht dieses auf der Erde etwa 102 Gramm an Masse. Die Masse wird in der Einheit Kilogramm angegeben und diese ändert sich nicht, egal wie groß oder klein die Gewichtskraft ist.  

Wie viel wiegen wir auf dem Mond?
Eine klassische Frage zu diesem Thema ist die nach dem Gewicht auf dem Mond. Dort zum Beispiel würden wir bei gleicher Masse viel weniger wiegen, denn der Mond hat nur ein Sechstel der Masse der Erde. Das führt auch zu einer deutlich geringeren Gewichtskraft pro Kilogramm Masse von nur 1,62 Newton. Steigt also jemand auf der Erde auf eine Waage und liest dort 60 Kilogramm ab, würde er von einer Waage auf dem Mond nur 10 Kilogramm angezeigt bekommen - und das ohne jede Diät, denn seine Masse wäre in beiden Fällen dieselbe. Auch zwischen Äquator und den Polen gibt es Unterschiede in der Erdanziehungskraft, aber diese sind so gering, dass sie keine Berücksichtigung finden. Trotzdem ist man Äquator etwas leichter als am Pol.

Das Kilogramm: Einheit der Masse
Spannend ist in diesem Zusammenhang auch die Frage nach der Referenz für das Kilogramm. Von 1889 bis 2019 war das sorgsam in einem Tresor bei Paris verwahrte Urkilogramm die Referenz. Kopien davon bzw. Prototypen wurde in alle Welt verteilt. Heute gibt es ein anderes Verfahren. Mehr dazu kann man bei der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt nachlesen (Link s. unten).