Es gibt wohl keine Sache, die einen Physiker mehr in Wallung bringt, als wenn jemand die Größen Masse und Gewicht durcheinander bringt. Nun stellt einer namens dieblaueMauritius bei Focus-Fragen ausgerechnet die folgende Frage.

Gewichtskraft und Umfang der Masse, dürfen die auseinanderfallen?

Tatsache ist, dahs speziell die Gewichtskraft nicht von der Masse trennbar ist. Auch wenn seit 1978 1 kp ersetzt durch 1/10 kp = N. Kraft muss unabhängig vom planetaren Gewicht festgelegt werden (durch waagerechten Federwaagenzug). Trotz allem wird aber weiter Gewicht als kg x aufgerundet 10 m/sec hoch2 (siehe Hebung) verlangt, als wäre die Masse auf Erden noch schwerelos, als müsste erst mit 9,81m/sec 2 (10m/s hoch2 ) multipliziert werden für jede Berechnung. Der Massenkörper ist meist nur im Weltraum schwerelos, hier aber IST ER SCHON SCHWER, hat die Erdschwerebeschleunigung als Faktor schon in sich aufgenommen. Alle schweren Dinge haben eine planetenspezifische Schwerebeschleunigung als Teil der mitgeführten Gewichtskraft in sich. Auf dem Monde eine andere als auf der Erde usw. Deswegen ist Masse in concreto und auf der Erde etc. gleichzeitig mit einem Vektor ihres Gewichtes ausgestattet, nach welchem übrigens die Masse ja auch erst (nach Wägen) unterschieden ist.

(Bitte nicht wundern über die etwas seltsame Rechtschreibung. dieblaueMauritius hat dazu seine eigene Philosophie, aber um die soll es hier nicht gehen.)
Nach einigen Diskussionen mit dieblaueMauritius war mir klar: das ist keine Verständnisfrage, das ist eine Kriegerklärung an alle Physiker. Wie reagiert man auf sowas? Nach etwas Überlegung habe ich mich entschlossen, die Herausforderung anzunehmen, und ihn erstmal mit dem status quo zu konfrontieren.

tomkin: Die SI-Einheit der Kraft ist das Newton, und zwar für alle Kräfte. Die SI-Einheit der Masse ist das Kilogramm. Diese beiden Einheiten sind unabhängig im Sinne des SI-Einheitensystems. Der Zusammenhang zwischen den Größen Masse und Gewichtskraft ist durch das Newtonsche Gravitationsgesetz unabhängig von der planetaren Masse bestimmt. Nebenbei: "Massenkörper hat Erdbeschleunigung als Faktor in sich aufgenommen" ist physikalischer Unsinn.

dieblaueMauritius: Wenn was bestritten ist, weil unfysikalisch, kann es nicht durch Wiederholung von paragrafenartiger Einheitenfestlegung wiederlegt werden. Unabhängig sind sie nicht, denn N = kgm/sec'hoch2. Darin steckt die kg-Masse. Umrechnung wäre dann kg= N.sec'2 /m. Andere Umrechnung lautet aber Gewicht-kg = kg.N. Wieder andere lautet wegen m.g.h, Gewicht-kg seien jetzt kg.10m/sec'2. Also3 Umre. Dämmerts jetzt.

Ja ja, war klar. Er scheint also wirklich ersthafte Vorbehalte gegen die etablierte Vorstellung zu haben. Zugegeben, es ist bei Focus-Fragen nicht einfach, eine physikalische Formel lesbar im Textfeld unterzubringen. Aber das war pures Kauderwelsch. Ich antworte

tomkin: Nein, mir dämmert nichts. Vielleicht sind Sie mir ja an Intelligenz haushoch überlegen, wer weiss. Nur Sie hantieren hier mit Einheiten wie ein Jongleur mit seinen Fackeln. Was ist "Gewicht-kg = kg.N"?

dieblaueMauritius: WAR Jh. lang (bzw. Pfund) GEWICHTS-Einheit, s. die Zeit vor der Kiloponderitis. Jetzt soll sie nur eine Masseneinheit sein (Masse wird hier aber über Gewicht ermittelt). Darum ist ein Gewichtskilogramm ein kg, welches (damals) das Gewicht bezeichnete, übrigens heute noch auf fast allen Waagen! - Was einzig GÜLTIGE Umrechnung? kg=Nsec'2 /m, neokg.sec'2 /10m (siehe: m.g.h) ??

Kiloponderitis? Ich war ratlos. Was will er damit sagen? Also gut, ich gebe mir Mühe ...

tomkin: Wieso soll man kg umrechnen? Eine Masse von 1 kg auf dem Mond ist dieselbe Masse von 1 kg auf der Erde. Lediglich die Gravitationskraft ist anders. Die Waagen zeigen kg an, weil die Skala auf die mittlere Erdbeschleunigung geeicht ist. Aber eigentlich messen sie eine Gravitationskraft.

dieblaueMauritius: Wenn vorher kg Gewicht (mit Vektor) und Masse (ohne Vektor) auf der Erde, dann MUSS man schon den Umrechnungskurs angeben! Also bitte: Ist jetzt das Gewichtskilogramm gleich N.sec'2/m, oder ist Gewichtskilogramm nun gleich einfach kg X N , oder ist es nun gleich kg X m/sec'2 , oder ist es gleich kg X 10m/sec'2 (also noch kp, wegen m X g X h bei Hebung) ? Nu? Wo ist die Wissenschaftlichkeit der SI

Aaargh. Was soll denn kg Gewicht (mit Vektor) und Masse (ohne Vektor) sein? Zumindest nennt er das Problem jetzt beim Namen: das SI. Ich versuche immer noch, seinen Formel-Wirrwarr zu verstehen.

tomkin: Ja, Masse = Kraft durch Beschleunigung. Aber was soll denn Masse = Masse mal Kraft sein? Und warum setzen Sie in Ihre Einheitenformel 10m ein?

dieblaueMauritius: (10m/sec'2) war der Einsatz bei kp. Dieser sei passé. Aber es gibt zwei Massen, eine schwere MIT Faktor (aufgerundet, auch nicht von mir) 10m/sec'2 intus, s.o., und eine gewichtslose, blohse Masse nach Bergmann-Schaefer aus G/g (also kg :10m/sec'2 =kg.sec' /10m (Bruchrechnen). Das kp war übrigens kg 10m/sec' . Das gibt es aber nicht mehr. kgm/sec'2 : 10m/sec aber ergibt 1/10 kg. Da bistu platt!

Ich gebe auf. Ist einfach zu wirr, zu verstehen, was er meint. Offenbar denkt er, es gäbe zwei unterschiedliche Massedefinitionen, die jeweils die Einheit kg haben. Mir ist ein Rätsel, wie er darauf kommt.

tomkin: Na, platt wie eine Flunder! Warum wohl ist kp die Einheit einer Kraft, die fälschlicherweise mit einer Masse (also kg) gleichgesetzt wurde? Der Faktor 10 ist eben die (grob gerundete) Definition dieser Kraft auf 1 kg Masse auf der Eroberfläche in kg ausgedrückt, was eigentlich Unfug ist. Das tangiert aber den Unterschied der Größen Kraft und Masse nicht die Bohne.

Darauf hat dieblaueMauritius nicht mehr geantwortet. Allerdings nahm er sich in einem anderen Strang (zur Antwort eines weiteren Mitstreiters) meinen eingänglichen Vorbehalt zur Brust.

dieblaueMauritius: Die Behauptung: ""Massenkörper hat Erdbeschleunigung als Faktor in sich aufgenommen" ist physikalischer Unsinn"", ist falsch, weil auf der Erde alle Masse schwer, und zwar genau durch die Erdschwere(beschleunigung) g(erde) = 9,816 m/sec'2, d.h. man kann die reine Masse, die blohse Masse nach Bergmann-Schaefer ermitteln durch G/g(erde), also durch eine Division mit g(erde), d.h. g ist Faktor von G

dieblaueMauritius: Wenn ich mal Wikipedia kritisieren darf: Masse (einmal schwerelose Massenpunkte im Weltraum, winzig, andermal auch grohse Massen, andere Massen stark anziehend) ist Materie (ma), wenn angezogen, ist es Gewichtskraft bekommen habende Masse (GM=Gewichtsmasse), diese ist jedenfalls normalerweise (ausser während des Freien Falles) schwer, Gewicht ist nur die Eigenschaft der schweren GM, nicht gröhser.

Ich versuche erneut, die Unterscheidung zwischen Masse und Gewichtskraft aufzuzeigen.

tomkin: Ja richtig. Die Aussage "auf der Erde ist alle Masse schwer" triffts genau. Jede Masse auf der Erde erfährt eine Gewichtskraft, die sich so berechnet wie sie sagen. Das Ergebnis bleibt aber eine Kraft und wird nicht plötzlich eine Masse.

dieblaueMauritius: Und mit der KRAFT des Massegewichtes muss ja gehoben werden( mal Höhe). Also ist das Heben, wie in ALLEN vor-kiloponderitischen Fysikbüchern festgehalten, s. zB. Waeber-Unverricht, Aschendorff, Grimsehl usw. usf. - in allen Sprachen - nichts anderes als G (oder GM, was dasselbe ist) MAL der Höhe. EBEN NICHT NOCH EINMAL MALGENOMMEN MIT DER ERDBESCHLEUNIGUNG ge (9,81,m/sec'2), welche schon enthalten

Es wird noch wirrer. Offenbar will er mir sagen, daß in einer Masse in kg bereits die Erdbeschleunigung g enthalten ist, und begründet das mit der Arbeit im Kraftfeld. Ein letzter Versuch ...

tomkin: Ja genau. Die Arbeit, die beim Heben verrichtet werden muß ist W = G mal h, wobei G = m mal g, also W = m mal g mal h. W ist die Arbeit, G die Gewichtskraft, m die Masse, g die Erdbeschleunigung und h die Höhe. Unterscheide die Größen "Arbeit", "Kraft" und "Masse", dann stimmen alle Bücher.

Die Diskussion endet hier. Mit welchem Ergebnis? Mit keinem. Ich denke, dieblaueMauritius hat nicht nur bezüglich der Rechtschreibung seine eigene Philosophie. Was sagt man einem, der denkt, schlauer zu sein als alle Physiker der Welt? Ich weiß es nicht. Mir ist jedenfalls keine bessere Argumentation eingefallen. Was hätte Newton dazu gesagt?

Wen's interessiert: der Originalthread bei Focus-Fragen.

Ist Erkenntnis mit Selbstzerstörung verbunden? Eine Diskussion.

Ein Mitglied der Focus-Fragen Community namens excduler (der Chemiker ist) stellte einmal die Frage, ob es Menschen mit übernatürlichen Kräften gibt. Diese Frage, neben vielen anderen, trifft ziemlich genau ins Schwarze, wenn jemand wie ich gleichzeitig naturwissenschaftlich ausgebildet und aber auch gläubiger Christ ist. Man ist oft konfrontiert mit Ungereimtheiten und Widersprüchen und sitzt eigentlich permanent zwischen zwei Stühlen. Es ist nicht einfach, dabei den Überblick zu behalten und den Grat zwischen wissenschaftlicher Objektivität und christlichem Glauben zu beschreiten.

excduler bezog sich bei der Frage auf einen Artikel, der sowohl Antworten als auch neue Fragen aufwirft.

tomkin: Nun, ich bin Physiker UND Christ. Als Christ halte ich alles für möglich, da es eine Entscheidung Gottes ist, was möglich ist, und was nicht. Nach der christlichen Überzeugung hat Gott nicht nur Mose, sondern insbesondere auch Jesus Christus "übernatürliche" Kräfte gegegeben. Durch diese Kräfte hat Christus sogar den Tod besiegt. Somit hat Gott zweifelsohne die Fähigkeit, auch anderen Menschen "übernatürliche" Kräfte zu verleihen. Ob er das tut und in welcher Form, liegt nicht in Menschenhand. Um die Frage zu beantworten: Ich kenne keinen persönlich. Aber ich halte es wie gesagt für möglich, daß es sie gibt. Ich habe das Wort "übernatürlich" in Anführungszeichen gesetzt. Der Physiker in mir stellt nämlich die Frage: Was heißt übernatürlich? Oft genug müssen wir Wissenschaftler zugeben, dass es Grenzen der wissenschaftlichen Objektivität gibt, die uns ziemlich ratlos zurücklassen. Sie zwingen uns zu erkennen, daß vieles nicht durch die uns heute bekannten Naturgesetze erklärt werden kann. Wer kann schon von sich behaupten, er habe verstanden, was in einem Schwarzen Loch vor sich geht? So gesehen ist bereits ein Schwarzes Loch eines dieser sogenannten paranormalen Phänomene. Übernatürlich ist all das, was wir (noch) nicht erklären können. Genau dort sehe ich aber auch den Berührungspunkt zur christlichen Überzeugung, auch wenn sich dieser Punkt durchaus noch verschieben kann. Wir verschieben stetig diese Grenze des "Übernatürlichen". Das ist der Weg der Erkenntnis.

Ja, der Weg der Erkenntnis. Darin liegt für mich der Schlüssel. excduler greift diesen Gedanken auf.

excduler: Dieser Weg der Erkenntnis ist mit Vielen Hindernissen gepflastert. Lange Zeit war die Erde eine Scheibe und die Elemente war Feuer, Wasser, Luft und Erde. Dann kam die Lehre von der Leere dazu. Nun haben wir das Periodensystem und die Teilchenphysik. Trotz dem Misstrauen der Kritiker ist das Ende der Erkenntnis noch in weiter Ferne. Die Relativität sollte das Verständnis nicht einschränken.

Aus der vermeintlich harmlosen Frage wurde eine interessante Diskussion, wie die Natur der Menschheit, Glaube und Erkenntnis zusammenpassen. Meine Antwort darauf:

tomkin: Ich denke, dieser Weg hat auch kein Ende. Naturphilosophische Erkenntnis setzt immer eine Abwägung zwischen Wissen und Glaube voraus. Mit wachsender Erkenntnis erklärt das Wissen Dinge, die vorher eine Frage des Glaubens waren. Nur es wird immer diese Grenze zum Glauben geben. Siehe Schwarze Löcher. Es ist unser Schicksal, daß wir nie alles wissen werden. Das bleibt Gott überlassen.

Ich weiß, Schicksal ist ein hartes Wort. Aber der letzte Satz drückt meine innerste Überzeugung aus. Und das hat excduler offenbar herausgefordert.

excduler: Nein unser Schicksal wird sein, dass wir unsere Chancen nicht nutzen und in Widersprüchen versuchen die Verantwortung die wir gegenüber dem Leben haben auf eine Macht zu übertragen die ein Teil unseres Verstandes ist. Das Personifizieren dieser Macht ist durch Menschen gemacht und bekanntlich machen Menschen Fehler.

Nun, das ist definitiv die Philosophie eines vorwiegend naturwissenschaftlich geprägten Chemikers. Allein der letzte Satz ist äußerst provokativ für einen Christen.

tomkin: Na ja, sie haben nun Ihre Philosophie dargelegt, ich vorher meine. Nach meiner ist weder Gott noch dessen Personifizierung ein Teil unseres Verstands. Das ist der Unterschied. Ich bin allerdings selbstkritisch genug zuzugeben, daß ich nicht weiss, welche die richtige ist. Sie auch? Das ist eben der Unterschied zwischen Wissen und Glauben.

Diesen Unterschied zwischen Wissen und Glauben zu erkennen, das ist der Grat, von dem ich eingangs sprach. excduler hat damit allerdings etwas anderes gemeint. Seine Antwort darauf erschloss mir den Grund, weshalb er diese Frage gestellt hatte.

excduler: Allein das Wissen, dass der Mensch fehlbar ist (Jeder) lässt mich hoffen (ich hoffe es) unseren Verstand so zu gebrauchen um die respektvolle Nutzung unserer Ressourcen zu erreichen. Es wurde in der Tat schon viel zu viel zerstört.

Der verschwenderische Umgang mit unseren Ressourcen ist wahrhaftig ein unglaubliches Vergehen an der Schöpfung. Das zu erkennen, und auch zu ändern, gehört für mich auch zum Weg der Erkenntnis.

tomkin: Das ist wahr. Ich denke, die Ursachen dafür liegen aber nicht im Versagen der Menschheit, ihr Wissen zu vermehren und zu benutzen. Sie liegen eher in der Arroganz mancher Menschen, sie stünden über diesem Wissen. Somit teile ich Ihre Hoffnung. Diese Arroganz gilt es abzulegen, und dazu gehört natürlich auch der Respekt vor dem Rest des Universums außerhalb der eigenen menschlichen Hülle.

Respekt. Das wichtigste. Jeder Schritt auf dem Weg der Erkenntnis setzt voraus, daß man den Respekt vor dem bereits Erkannten nicht verliert. Ein Sprichtwort sagt: Unwissenheit schützt vor Strafe nicht. Das trifft auf jeden zu. Aber um so schlimmer ist es, wenn man wider besseren Wissens sträfliches tut.

excduler: Warum alles nur so abstrakt betrachten? Das ist die Arroganz der Macht.

tomkin: Oje, ich denke, die hat viele Namen. Gier nach Macht, Ruhm, Reichtum, neben dem Verfall in Rücksichtslosigkeit, Respektlosigkeit, etc. pp. ich höre auf. Um nicht depressiv zu werden bei so einer Liste, nenne ich das nachwievor allumfassend "menschliche Arroganz". Denn "Untugend" ist dafür zu harmlos. Vielleicht erfordert das ja wirklich übernatürliche Kräfte. Aber darauf dürfen wir nicht warten.

Womit wir wieder bei der ursprünglichen Frage waren. Ich hoffe sehr, daß der Weg der Erkenntnis durch diese "menschliche Arroganz" nicht irgendwann ein jähes Ende findet und der letzte Mensch sich seinen Darwin-Award verdient hat. Aber ich bin guter Hoffnung.

"Was ist magnetismus? Das ziehen sich zwei Magnete an, aber was passiert da eigentlich? Ich konnte bis jetzt keine befriedigende Antwort finden. Wissen die menschen selber nicht, was da passiert, oder wie? Ist das eine Strahlung, eine komponente der Strahlung, was ist das?"

Diese Frage hat mir jemand bei Focus-Fragen gestellt und mir wurde gesagt, daß die Antwort nicht ganz die schlechteste war :-).

Es ist keine Strahlung im Spiel und auch keine Komponente davon. Es geht um eine der vier fundamentalen Kräfte des Universums: der elektromagnetischen Kraft. Ich fange mal knallhart an. Magnetismus und magnetische Kräfte entstehen durch den Eigendrehimpuls von Elementarteilchen. Was heißt das? Stellen wir uns vor, wir hätten lauter Kreisel auf einem Tisch. Jeder der Kreisel kann sich links herumdrehen, rechts herumdrehen oder einfach still da liegen. Stellen wir uns nun weiter vor, dass jeder Kreisel eine Wirkung auf seine Umgebung ausübt, sozusagen eine Kreiselkraft, die negativ ist wenn er rechts herumdreht, positiv ist wenn er links herumdreht und Null ist wenn er still steht. Wenn sich nun diese Kreiselkräfte aller Kreisel auf dem Tisch zu einer Gesamtkreiselkraft addieren, dann ist diese Gesamtkreiselkraft umso höher, je mehr Kreisel auf dem Tisch in derselben Richtung drehen. Und zwar ist sie dann stark negativ, wenn alle Kreisel rechts herumdrehen und stark positiv, wenn alle Kreisel links herumdrehen. Was hat das nun mit Magnetismus zu tun?

Die Elementarteilchen, aus denen die Atome bestehen, also Protonen, Neutronen, Elektronen usw, sind lauter kleine "Elementarkreisel" mit ihrer Kreiselkraft, der magnetischen Kraft. Die Summe der Elementarkreisel eine Körpers führt somit zu einer Gesamtkreiselkraft des gesamten Körpers. Es gibt nun besondere Materialien, bei denen die meisten Elementarkreisel gleichartig drehen und deren Drehachse in dieselbe Richtung zeigt, und das auch lange Zeit so bleibt. Ein solcher Körper ist ein "Permanentmagnet". Bei anderen Materialien ist das nicht so. Entweder die Elementarkreisel drehen mal rechts oder mal links herum, oder ihre Drehachse zeigt in alle möglichen Richtungen. Dann heben sich die magnetischen Kräfte der Elementarkreisel gegeneinander auf. Solche Materialien sind nicht "magnetisch". Bei bestimmten Materialien kann man die Elementarkreisel ausrichten, so daß sie alle wieder in dieselbe Richtung zeigen und z.B. alle rechts herumdrehen. Somit wird das Material "magnetisiert". Das funktioniert bei manchen Materialien gut (z.B. Metallen wie Eisen) und anderen nur schlecht (z.B. Luft). Zwei Körper ziehen sich dann gegeneinander an wenn die Gesamtkreiselkraft, also die Orientierung der Kreisel, in dieselbe Richtung zeigt. Sie stoßen sich ab, wenn die Orientierung entgegengesetzt ist.

Die Elementarkreisel haben eine elektrische Ladung, Elektronen -e, Protonen e und Neutronen 0 (e=Elementarladung). Aus der Schule kennt man den Satz: bewegte Ladungen, also elektrischer Strom, erzeugen ein Magnetfeld. Ein sich drehendes Elektron oder Proton ist sozusagen ein im Kreis drehender Ministrom. So entsteht das Magnetfeld um das Elektron/Proton.

Den kompletten Thread bei Focus-Fragen findet ihr hier.