Energie
Velo
Auf der Fahrt mit meinem Velo von Belp auf den Belpberg schwitzte ich saumässig. Als ich zurück nach Belp fuhr, schwitzte ich nicht und es fuhr immer schneller, ohne in die Pedale zu treten. Wer schiebt mich?
Es muss einen Unterschied zwischen mir in Belp und auf dem Belpberg geben. Abgesehen vom Schwitzwasserverlust kann es nicht das Gewicht sein, sonst hätte es sich verändert. Hat es sich vielleicht auch, aber auf dem Belpberg habe ich viel Wasser getrunken und das Gewicht nicht gemessen. Es muss einen Unterschied geben, es muss etwas da sein, das etwas macht. Ich nenne das mal Pfupf.
In Belp angekommen, fährt es nicht mehr selbst auf den Belpberg. Der Pfupf ist offensichtlich verschwunden. Wenn es von Belp noch weiter heruntergehen würde, würde es wieder selbst fahren. Der Pfupf ist demnach nicht verschwunden. Habe ich in Belp eventuell weniger Pfupf als auf dem Belpberg?
Das müsste man doch ausrechnen können. Zum Rechnen benötige ich Zahlen, und zwar Zahlen, die sich ändern. Momentan kommt mir nur die Höhe in den Sinn. Die Höhe ist die einzige Zahl, welche ändert. Es könnte also sein, dass der Pfupf eine Höhe ist. Wenn ich daran denke, wie viel ich schwitzen würde, wenn ich einen Rucksack am Rücken hätte, dann muss das Gewicht auch eine Rolle spielen.
Das Gewicht (Velo und ich mit Rucksack) ist etwa 100 Kilo, der Belpberg ist etwa 300 Meter hoch. 100 Kilo mal 300 Meter gibt 30'000, aber was genau Kilo oder Meter oder Kilometer?
Habe ich auf dem Belpberg nun 100 kg × 300 m = 30'000 Meterkilogramm mehr Pfupf? Fast richtig!
Auf dem Mond
Als ich kürzlich auf dem Mond war, schwitzte ich bedeutend weniger bei einem 300-m-Aufstieg mit dem Velo, obwohl ich auf dem Mond mit Velo und Rucksack auch 100 kg bin. Ich bin sicherheitshalber auf die Waage gestanden und habe gesehen, dass ich etwa 16 kg wog.
Was soll denn das? Ist die Waage kaputt? Nein! Ist sie nicht, sie ist nur für die Verwendung auf der Erde gebaut? Die Kraft, mit der wir auf den Boden drücken, hängt von der Anziehungskraft ab. Auf dem Mond ist die Anziehungskraft sechsmal weniger als auf der Erde. Moment! Wie schwer ich bin, hat doch nichts damit zu tun, wo ich stehe, was soll das?
Puff
Weil wir auf der Erde leben und die Anziehungskraft auf der Erde überall gleich ist, haben wir es nicht gemerkt. Und was wir nicht merken, kümmert uns nicht. Das Phänomen der Anziehungskraft erleben wir «normalen» Menschen als Gewicht, denn wir verwenden den Begriff Gewicht schon jahrelang und meinen intuitiv zu wissen, was wir mit Gewicht meinen.
Auf der Erde zeigt die Waage 100 kg und auf dem Mond 16 kg! Warum ist das so? Weil wir mit dem Begriff Gewicht manchmal die Masse und manchmal die Kraft meinen. Das gibt Puff.
Was ist der Unterschied zwischen Masse und Kraft?
Die Masse ist im ganzen Universum gleich. Die Kraft hängt davon ab, wie stark sich zwei Massen anziehen. Der Mond ist etwa sechsmal weniger schwer als die Erde, deshalb ist man auf dem Mond etwa sechsmal leichter als auf der Erde. Das soll einer verstehen?
Das Gewicht ist die Masse, und die Masse drückt mit einer Kraft auf den Boden. Dieser Unterschied spielt für uns normalen Menschen auf der Erde, wie bereits oben erwähnt, keine Rolle, weil beide Werte parallel verlaufen, weil die Schwerkraft auf der Erde fast überall gleich ist. Was fast? Das hängt von der Distanz zum Erdmittelpunkt ab und die Erde ist nur fast eine Kugel. Für unsere weiteren Betrachtungen spielt es eine wesentliche Rolle, deshalb unterscheiden wir ab jetzt zwischen Masse und Kraft. Lange vor unserer Zeit, etwa Ende 17. Jahrhundert, hat Isaac Newton darüber sinniert und eine Erklärung gefunden …