Kilogramm

Das Kilogramm ist die Basiseinheit der Masse im Internationalen Einheitensystem (SI). Sie ist in Wissenschaft, Technik und Handel weltweit weit verbreitet. Das Kilogramm ist genau die Masse eines Liters Wasser.

Seit dem 20. Mai 2019 basiert die Definition des Kilogramms auf der Planck-Konstante 6,62607015×10-34 kg⋅m2⋅s-1.

Es gibt Versuche, das Kilogramm auf andere Weise zu definieren. Ein Beispiel gibt eine Anzahl Atome einer bestimmten Substanz (bei einer bestimmten Temperatur) an.

Ein Kilogramm ist etwas mehr als 2,2 Pfund. Eine Tonne entspricht eintausend Kilogramm. Ein Liter Wasser wiegt fast genau ein Kilogramm, bei 3,98 °C (39,16 °F; 277,13 K), auf Meereshöhe. Dies war die Grundlage für die Definition des Gramm im Jahre 1795.

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Geschichte

Im Jahr 1879 wurde das Stück Metall hergestellt. Es wurde 1889 offiziell zum Kilogramm gewählt. Es wurde aus 90% Platin und 10% Iridium hergestellt. Diese Metalle wurden ausgewählt, weil sie nicht rosten oder korrodieren wie die meisten Metalle. Es wird in einem Tresor beim BIPM in Sèvres, Frankreich, gelagert. Von 1795 bis 1799 wurde die Masseneinheit nicht "Kilogramm", sondern "Grab" genannt.

Das Original-Kilogramm wird in Glockengläsern aufbewahrt. Mit der Zeit kann sich darauf Staub ansammeln. Bevor es gemessen wird, wird es gereinigt, um die Originalgröße zu erhalten.

Masse und Gewicht

Das Kilogramm ist eine Masseneinheit. Im normalen Sprachgebrauch definiert das Messen der Masse, wie schwer etwas ist. Dies ist wissenschaftlich nicht korrekt. Masse ist eine Trägheitseigenschaft. Sie misst die Neigung eines Objekts, auf einer bestimmten Geschwindigkeit zu bleiben, wenn keine Kraft auf es einwirkt.

Die Bewegungsgesetze von Sir Isaac Newton enthalten eine wichtige Formel: F = ma. F ist Kraft. m ist Masse. a ist Beschleunigung. Ein Objekt mit einer Masse (m) von einem Kilogramm beschleunigt (a) mit einem Meter pro Sekunde pro Sekunde, wenn es mit einer Kraft (F) von einem Newton beaufschlagt wird. Das ist etwa ein Zehntel der Erdbeschleunigung aufgrund der Schwerkraft der Erde.

Das Gewicht der Materie hängt von der Stärke der Schwerkraft ab. Die Masse der Materie nicht. Die Masse eines Objekts ist überall gleich. Materie hat eine unveränderliche Masse, vorausgesetzt, sie bewegt sich nicht mit einer relativistischen Geschwindigkeit in Bezug auf einen Beobachter. Nach Einsteins Spezieller Relativitätstheorie nimmt die relativistische Masse (scheinbare Masse in Bezug auf einen Beobachter) eines Objekts oder Teilchens mit der Ruhemasse m0 mit seiner Geschwindigkeit zu, da M = γm0 (wobei γ der Lorentz-Faktor ist). Dieser Effekt ist bei alltäglichen Geschwindigkeiten, die um Größenordnungen kleiner als die Lichtgeschwindigkeit sind, verschwindend gering, macht sich aber bei sehr hohen Geschwindigkeiten bemerkbar. Zum Beispiel erhöht sich die relativistische Masse eines Objekts um etwas mehr als 0,5 %, wenn man sich mit nur 10 % der Lichtgeschwindigkeit in Bezug auf einen Beobachter bewegt - was im Vergleich zu Alltagsgeschwindigkeiten (etwa 108 Millionen km/h oder 67.000.000 mph) übermäßig schnell ist.

Was das Kilogramm betrifft, so ist die Auswirkung der Relativitätstheorie auf die Konstanz der Masse der Materie einfach ein interessantes wissenschaftliches Phänomen, das keinen Einfluss auf die Definition des Kilogramms und seine praktischen Erkenntnisse hat.</ref> Objekte sind für Astronauten in der Mikrogravitation "schwerelos". Die Objekte haben jedoch immer noch ihre Masse und Trägheit. Ein Astronaut muss zehnmal so viel Kraft aufwenden, um ein zehn Kilogramm schweres Objekt mit der gleichen Geschwindigkeit zu beschleunigen wie ein ein Kilogramm schweres Objekt.

Ein gewöhnlicher Schwung, wie auf dem Bild gezeigt, kann das Verhältnis von Kraft, Masse und Beschleunigung zeigen. Jemand könnte einen Erwachsenen auf der Schaukel schieben. Der Erwachsene würde langsam beschleunigen. Er würde nur eine kurze Strecke vorwärts schwingen, bevor die Schaukel die Richtung ändert. Wenn ein Kind auf der Schaukel sitzt, dann würde das Kind schneller und weiter vorwärts schwingen.

Die Ketten an der Schaukel halten das Gewicht des Kindes. Würde man hinter ihr stehen und versuchen, sie aufzuhalten, würde man gegen ihre Trägheit handeln. Diese Trägheit kommt von ihrer Masse, nicht von ihrem Gewicht.
Die Ketten an der Schaukel halten das Gewicht des Kindes. Würde man hinter ihr stehen und versuchen, sie aufzuhalten, würde man gegen ihre Trägheit handeln. Diese Trägheit kommt von ihrer Masse, nicht von ihrem Gewicht.

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