Masse
Physik
Basiswissen
Masse ist die „Materiemenge eines Körpers; seine Trägheit oder sein Widerstand gegen eine Beschleunigung[1].“ Diese Definition aus der Physik ist hier näher vorgestellt.
Masse in der Physik
Die Idee der Masse spielt in der Physik eine zentrale Rolle. Alles was man als Körper oder Gegenstand oder Stoff oder Substanz bezeichnen würde, besteht aus Masse. Aber nicht alles, was in der Physik vorkommt hat eine Masse. Ob etwas Masse hat oder nicht, erkennt man an bestimmten Eigenschaften.
Masse in einfacher Sprache
Alles was Kilogramm oder ein Gewicht hat, hat auch Masse. Ein anderes Wort für Masse ist Materie. Steine, Tiere, und Pflanzen haben Masse. Auch Luft und Wasser haben Masse. Es gibt auch Dinge ohne Masse. Licht oder Gedanken haben keine Masse. Wie viel Masse etwas hat sagt die „Kilogrammzahl“.
Masse hat Kilogramm
DEFINITION: eine einfach Definition von Masse ist: alles, wofür man sinnvoll Kilogramm (oder Gramm oder Tonnen) angeben kann, hat eine Masse. Und: solange man nichts dazutut oder wegnimmt, hat man immer gleich viel Masse.[5]
BEISPIELE: ein Liter Wasser hat eine Masse von ziemlich genau einem Kilogramm. Ein erwachsener Mensch kann eine Masse von vielleicht 70 Kilogramm haben. Ein großer Felsbrocken kann durchaus eine Masse von einigen tausenden Kilogramm haben.
GEGENBEISPIELE: es gibt auch Dinge, die keine Masse haben, zum Beispiel: Licht, Schall, das Vakuum (der leere Raum) oder auch Gedanken und Gefühle. Licht kann man nicht in Kilogramm angeben. Auch macht es keinen Sinn zu sagen, dass ein Lied eine Masse von 10 Kilogramm hat. Dinge, die keine Masse haben, nennt man masselos ↗
Masse hat Gewicht
DEFINITION: als Gewicht oder besser Gewichtskraft bezeichnet man in der Physik eine Kraft, die eine n Körper oder sonstetwas aus Masse hin zu einem Himmelskörper "nach unten" zieht. Wenn man einen Stein in der Hand hält, dann wird er von der Erde angezogen. Man spürt die Gewichtskraft des Steines. Man sagt, der Stein habe eine schwere Masse, oder kurz, er habe eine Schwere. Wenn etwas durch eine andere Masse, etwa einen Himmelskörper über die sogenannte Gravitationskraft (Anziehungskraft), angezogen wird, dann hat es Masse. Siehe dazu auch Gewicht ↗
Masse ist träge
DEFINITION: wenn sich eine Masse bewegt, dann benötigt man immer eine Kraft, wenn man die Richtung oder die Geschwindigkeit dieser Masse ändern will. Die Masse scheint eine Art Widertstand auszuüben, wenn ihre Bewegung geändert werden soll. Typisch für träge Massen ist, dass man eine Kraft benötigt, um ihre Geschwindigkeit oder die Richtung ihrer Bewegung zu ändern, und b) dass eine jede solche Änderung Zeit benötigt. Diesen Widerstand nennt man Massenträgheit ↗
BEISPIEL: man stelle sich einen großen Asteroiden im Weltraum vor, der sich langsam und bedrohlich auf die Erde zubewegt. Asteroiden sind große, felsbrockenartige Himmelskörper. Obwohl der Asteroid keinen eigenen Antrieb hat, widersetzt er sich doch einer Änderung der Geschwindigkeit. Um ihn abzubremsen oder seine Richtung zu ändern, müsste man über längere Zeit mit großen Kräften auf ihn einwirken, zum Beispiel mit Raketen. Dieses sich-Widersetzen gegenüber eine Ablenkung oder Bremsung ist typisch für träge Massen.
GEGENBEISPIEL: Licht hat keine Masse und es zeigt auch keine Trägheit. Es kann sozusagen schlagartig ohne Zeitverzug und ohne dass dazu irgendwelche Kräfte nötig sind, seine Geschwindigkeit ändern. So wird Licht zum Beispiel schlagartig von 300 tausend km/s (Kilometern pro Sekunde) auf nur 225 tausend km/s abgegremst, wenn es von Luft in Wasser eindringt. Andersherum wird es aber auch sofort wieder auf die 300 tausend km/s beschleunigt, wenn es vom Wasser austritt und sich wieder in Luft fortpflanzt. Licht zeigt also keine Trägheit, es hat keine sogenannte Ruhemasse ↗
Masse in der Elektrotechnik
In der Elektrik meint Masse, das wohin ein Strom abfließen kann, ohne dass sie selbst Strom liefert. Bei einem Fahrradlämpchen wäre der Rahmen die Masse wohin der Strom vom Lämpchen aus fließt. Siehe auch Elektrizität ↗
Maße im Sinne von Einheiten
Masse spricht man mit kurzen a, Maße spricht man mit langem a. Masse steht in der Physik für etwas, das man mit Kilogramm angebeben kann, etwas das Kraft benötigt, wenn man es beschleunigen, abbremsen oder seine Bewegungsrichtung ändern will. Diese Masse ist hier im Artikel weiter unten behandelt. Maße hingegen sind so etwas wie Meter, Volt oder Sekunden. Diese Bedeutung ist behandelt im Artikel zu Maße (Einheiten) ↗
Masse in der Umgangssprache
Masse meint oft auch "viel", man sagt zum Beispiel: "Das ist eine Masse Geld" und meint damit eigentlich viel Geld. Mit dem Spruch "Masse statt Klasse" sagt man, dass man eher viel will oder hat anstatt weniger aber dafür Besseres. Siehe auch viel ↗
Fußnoten
- [1] Stephen Hawking: Eine kurze Geschichte der Zeit. Die Suche nach der Urkraft des Universums. Englischer Originaltitel: A Brief History of Time. From the Big Bang to Black Holes. Deutsch im Rohwolt Taschenbuch Verlag. 1988. ISBN: 3-499-188-50-3. Dort im Glossar auf Seite 226.
- [2] Masse in einem Lexikon aus dem Jahr 1837: "Masse heißt überhaupt der gesammte Stoff oder die Materie (s.d.), womit ein Körper den Raum erfüllt oder woraus er besteht; ein Körper wirkt daher in Masse, wenn er mit allen seinen Theilen zugleich auf einem andern lastet oder daran zieht, wie z.B. das Gewicht in einer Wagschale." Der Artikel geht dann noch andere Bedeutungen außerhalb der Physik ein. In: Brockhaus Bilder-Conversations-Lexikon, Band 3. Leipzig 1839., S. 74. Online: http://www.zeno.org/nid/20000843687
- [3] In einem Lexikon aus dem Jahr 1861 wird Masse unter anderem über seine Trägheit definiert: "Masse, 1) die Quantität von Materie, aus welcher ein Körper zusammengesetzt ist. Sie wirt nach der Größe seines Beharrungsvermögens ge. messen; demnach haben zwei Körper gleiche M. wenn sie durch statisch einander gleiche Kräfte in gleiche Geschwindigkeiten versetzt werden. Wenn dagegen, um zwei Körper in gleiche Geschwindigkeiten zu versetzen, bei dem einen eine m mal größere Kraft erfordert wird, als bei dem andern, so sagt man, der eine hat eine m mal größere M. als der andere, od. das Verhältniß ihrer M-n ist = m: 1. Hieraus u. aus dem Umstande, daß an det Erdoberfläche alle Körper gleich schnell fallen, folgt, daß die M. eines Körpers stets seinem Gewichte proportional ist. Schätzt man eine stetige Kraft blos nach der von ihr bewirkten Geschwindigkeit, so nennt man sie eine beschleunigende Kraft; schätzt man sie aber auch zugleich nach der von ihr bewegten M., eine bewegende Kraft. Das Verhältniß der bewegenden Kräfte ist demnach aus dem Verhältnisse der Geschwindigkeiten, d.i. der beschleunigenden Kräfte, u. aus dem der M. zusammengesetzt;" In: Pierer's Universal-Lexikon, Band 10. Altenburg 1860, S. 949. Online: http://www.zeno.org/nid/20010409068
- [4] M. Jammer: Concepts of Mass in Classical and Modern Physics. Harvard University Press, Cambridge, MA. 1961.
- [5] Die Idee, dass Masse nicht neu entstehen oder ins Nichts verschwinden kann, bezeichnet man auch als Massenkonstanz ↗
