Gewichtskraft

Gewicht ⓘ
Eine Federwaage misst das Gewicht eines Objekts.
Gebräuchliche Symbole	$W$
SI-Einheit	Newton (N)
Andere Einheiten	Pfund-Kraft (lbf)
In SI-Basiseinheiten	kg⋅m⋅s-2
Umfassend?	Ja
Intensiv?	Nein
Konserviert?	Nein
Ableitungen von anderen Größen	$W=mg$ $W=ma$
Dimension	${\mathsf {MLT}}^{-2}$

In Wissenschaft und Technik ist das Gewicht eines Objekts die Kraft, die aufgrund der Schwerkraft auf das Objekt wirkt. ⓘ

In einigen Standardlehrbüchern wird das Gewicht als Vektorgröße definiert, d. h. als die auf das Objekt wirkende Gravitationskraft. Andere definieren das Gewicht als eine skalare Größe, den Betrag der Gravitationskraft. Wieder andere definieren es als die Größe der Reaktionskraft, die auf einen Körper durch Mechanismen ausgeübt wird, die den Auswirkungen der Schwerkraft entgegenwirken: Das Gewicht ist die Größe, die z. B. mit einer Federwaage gemessen wird. In einem Zustand des freien Falls wäre das Gewicht gleich Null. In diesem Sinne können irdische Objekte schwerelos sein: Wenn man den Luftwiderstand außer Acht lässt, wäre der berühmte Apfel, der vom Baum fällt und in der Nähe von Isaac Newton auf den Boden trifft, schwerelos. ⓘ

Die Maßeinheit für das Gewicht ist die der Kraft, die im Internationalen Einheitensystem (SI) das Newton ist. Ein Gegenstand mit einer Masse von einem Kilogramm hat beispielsweise auf der Erde ein Gewicht von etwa 9,8 Newton, auf dem Mond etwa ein Sechstel davon. Obwohl es sich bei Gewicht und Masse um wissenschaftlich unterschiedliche Größen handelt, werden die Begriffe im alltäglichen Gebrauch oft miteinander verwechselt (z. B. beim Vergleich und der Umrechnung von Kraftgewicht in Pfund in Masse in Kilogramm und umgekehrt). ⓘ

Weitere Komplikationen bei der Erläuterung der verschiedenen Gewichtskonzepte ergeben sich aus der Relativitätstheorie, nach der die Schwerkraft als Folge der Krümmung der Raumzeit modelliert wird. In der Lehrerschaft gibt es seit über einem halben Jahrhundert eine beträchtliche Debatte darüber, wie das Gewicht für die Schüler definiert werden soll. Gegenwärtig gibt es eine Vielzahl von Konzepten, die nebeneinander existieren und in verschiedenen Kontexten Verwendung finden. ⓘ

Die Gewichtskraft, auch Gewicht, ist die durch die Wirkung eines Schwerefeldes verursachte Kraft auf einen Körper. Im rotierenden Bezugssystem eines Himmelskörpers (wie dem der Erde) setzt sich dieses Schwerefeld aus einem Gravitationsanteil und einem kleinen Zentrifugalanteil zusammen. Die Gewichtskraft ist lotrecht nach unten gerichtet, was im Schwerefeld der Erde beinahe, aber nicht exakt, der Richtung zum Erdmittelpunkt entspricht. ⓘ

Geschichte

Offizielle altgriechische Bronzegewichte aus der Zeit um das 6. Jahrhundert v. Chr., ausgestellt im Museum der antiken Agora in Athen, das in der Stoa des Attalus untergebracht ist. ⓘ

Abwiegen von Getreide, aus dem Babur-namah ⓘ

Die Diskussion über die Konzepte von Schwere (Gewicht) und Leichtigkeit (Leichtigkeit) geht auf die griechischen Philosophen zurück. Diese wurden in der Regel als inhärente Eigenschaften von Objekten betrachtet. Platon beschrieb das Gewicht als die natürliche Tendenz von Objekten, ihre Verwandtschaft zu suchen. Für Aristoteles stellten Gewicht und Leichtigkeit die Tendenz dar, die natürliche Ordnung der Grundelemente - Luft, Erde, Feuer und Wasser - wiederherzustellen. Er schrieb das absolute Gewicht der Erde und die absolute Leichtigkeit dem Feuer zu. Archimedes betrachtete das Gewicht als eine dem Auftrieb entgegengesetzte Eigenschaft, wobei der Konflikt zwischen beiden darüber entscheidet, ob ein Gegenstand sinkt oder schwimmt. Die erste operationelle Definition des Gewichts stammt von Euklid, der das Gewicht als: "die Schwere oder Leichtigkeit eines Dings im Vergleich zu einem anderen, gemessen mit einer Waage". Operative Waagen (und keine Definitionen) gab es jedoch schon viel länger. ⓘ

Nach Aristoteles war das Gewicht die unmittelbare Ursache für die Fallbewegung eines Objekts, und die Geschwindigkeit des fallenden Objekts sollte direkt proportional zum Gewicht des Objekts sein. Als mittelalterliche Gelehrte entdeckten, dass die Geschwindigkeit eines fallenden Objekts in der Praxis mit der Zeit zunahm, wurde das Konzept des Gewichts geändert, um diese Ursache-Wirkungs-Beziehung beizubehalten. Das Gewicht wurde aufgeteilt in ein "ruhendes Gewicht" oder pondus, das konstant blieb, und die tatsächliche Schwerkraft oder gravitas, die sich beim Fallen des Objekts veränderte. Das Konzept der gravitas wurde schließlich durch den Impetus von Jean Buridan ersetzt, einem Vorläufer des Impulses. ⓘ

Das Aufkommen des kopernikanischen Weltbildes führte zur Wiederbelebung der platonischen Idee, dass sich gleichartige Objekte anziehen, allerdings im Zusammenhang mit Himmelskörpern. Im 17. Jahrhundert machte Galilei bedeutende Fortschritte in Bezug auf das Konzept des Gewichts. Er schlug eine Methode vor, um den Unterschied zwischen dem Gewicht eines sich bewegenden und eines ruhenden Objekts zu messen. Letztendlich kam er zu dem Schluss, dass das Gewicht proportional zur Menge der Materie eines Objekts ist und nicht zur Geschwindigkeit der Bewegung, wie es die aristotelische Sichtweise der Physik voraussetzt. ⓘ

Newton

Die Einführung der Newton'schen Bewegungsgesetze und die Entwicklung des Newton'schen Gesetzes der universellen Gravitation führten zu einer beträchtlichen Weiterentwicklung des Konzepts des Gewichts. Das Gewicht wurde grundlegend von der Masse getrennt. Die Masse wurde als eine grundlegende Eigenschaft von Objekten identifiziert, die mit ihrer Trägheit zusammenhängt, während das Gewicht mit der auf ein Objekt wirkenden Schwerkraft identifiziert wurde und somit vom Kontext des Objekts abhing. Insbesondere betrachtete Newton das Gewicht als relativ zu einem anderen Objekt, das die Anziehungskraft verursacht, z. B. das Gewicht der Erde gegenüber der Sonne. ⓘ

Newton betrachtete Zeit und Raum als absolut. Dies ermöglichte es ihm, Begriffe wie wahre Position und wahre Geschwindigkeit zu betrachten. Newton erkannte auch, dass das durch Wiegen gemessene Gewicht durch Umweltfaktoren wie den Auftrieb beeinflusst wurde. Er betrachtete dies als falsches Gewicht, das durch unvollkommene Messbedingungen hervorgerufen wird, und führte dafür den Begriff des scheinbaren Gewichts im Vergleich zum wahren, durch die Schwerkraft definierten Gewicht ein. ⓘ

Obwohl die Newtonsche Physik einen klaren Unterschied zwischen Gewicht und Masse machte, wurde der Begriff Gewicht weiterhin häufig verwendet, wenn man von Masse sprach. Dies führte dazu, dass die 3. Generalkonferenz für Maß und Gewicht (CGPM) 1901 offiziell erklärte: "Das Wort Gewicht bezeichnet eine Größe, die der Natur einer Kraft entspricht: das Gewicht eines Körpers ist das Produkt aus seiner Masse und der durch die Schwerkraft verursachten Beschleunigung", womit es für den offiziellen Gebrauch von der Masse unterschieden wurde. ⓘ

Relativitätstheorie

Im 20. Jahrhundert wurden die Newtonschen Konzepte von absoluter Zeit und absolutem Raum durch die Relativitätstheorie in Frage gestellt. Einsteins Äquivalenzprinzip stellte alle Beobachter, egal ob sie sich bewegen oder beschleunigen, auf dieselbe Stufe. Dies führte zu einer Unklarheit darüber, was genau mit der Schwerkraft und dem Gewicht gemeint ist. Eine Waage in einem beschleunigten Aufzug kann nicht von einer Waage in einem Gravitationsfeld unterschieden werden. Gravitationskraft und Gewicht wurden damit zu im Wesentlichen rahmenabhängigen Größen. Dies führte dazu, dass der Begriff in den Grundlagenwissenschaften wie Physik und Chemie als überflüssig aufgegeben wurde. Dennoch blieb der Begriff in der Lehre der Physik wichtig. Die durch die Relativitätstheorie eingeführten Unklarheiten führten ab den 1960er Jahren zu erheblichen Diskussionen in der Lehrerschaft darüber, wie das Gewicht für die Schüler zu definieren sei, wobei die Wahl zwischen einer nominalen Definition des Gewichts als die durch die Schwerkraft verursachte Kraft oder einer operativen Definition, die durch den Akt des Wiegens definiert wird, bestand. ⓘ

Definitionen

Dieser Top-Fuel-Dragster kann in 0,86 Sekunden von Null auf 160 Stundenkilometer (99 mph) beschleunigen. Dies entspricht einer horizontalen Beschleunigung von 5,3 g. Kombiniert mit der vertikalen g-Kraft im stationären Fall ergibt der Satz des Pythagoras eine g-Kraft von 5,4 g. Diese g-Kraft ist die Ursache für das Gewicht des Fahrers, wenn man die betriebliche Definition verwendet. Verwendet man die Gravitationsdefinition, bleibt das Gewicht des Fahrers durch die Bewegung des Fahrzeugs unverändert. ⓘ

Für das Gewicht gibt es mehrere Definitionen, die nicht alle gleichwertig sind. ⓘ

Gravitationsdefinition

Die gebräuchlichste Definition des Gewichts, die man in einführenden Physiklehrbüchern findet, definiert das Gewicht als die Kraft, die durch die Schwerkraft auf einen Körper ausgeübt wird. Dies wird häufig in der Formel W = mg ausgedrückt, wobei W das Gewicht, m die Masse des Objekts und g die Erdbeschleunigung ist. ⓘ

Im Jahr 1901 legte die 3. Allgemeine Konferenz für Maß und Gewicht (CGPM) die folgende offizielle Definition des Gewichts fest:

"Das Wort Gewicht bezeichnet eine Größe, die der Natur einer Kraft entspricht: Das Gewicht eines Körpers ist das Produkt aus seiner Masse und der Erdbeschleunigung."

- Entschließung 2 der 3. Allgemeinen Konferenz für Maß und Gewicht

Diese Entschließung definiert das Gewicht als einen Vektor, da die Kraft eine Vektorgröße ist. In einigen Lehrbüchern wird das Gewicht jedoch auch als Skalar definiert:

"Das Gewicht W eines Körpers ist gleich dem Betrag Fg der auf den Körper wirkenden Gravitationskraft." ⓘ

Die Gravitationsbeschleunigung ist von Ort zu Ort unterschiedlich. Manchmal wird einfach ein Standardwert von 9,80665 m/s² angenommen, der das Standardgewicht angibt. ⓘ

Die Kraft, deren Betrag gleich mg Newton ist, wird auch als m Kilogramm Gewicht bezeichnet (abgekürzt kg-wt). ⓘ

Messung von Gewicht und Masse

Links: Eine Federwaage misst das Gewicht, indem sie feststellt, wie stark das Objekt auf eine Feder (im Inneren des Geräts) drückt. Auf dem Mond würde ein Objekt einen niedrigeren Wert anzeigen. Rechts: Eine Waage misst indirekt die Masse, indem sie ein Objekt mit Referenzwerten vergleicht. Auf dem Mond würde ein Objekt den gleichen Wert anzeigen, da sowohl das Objekt als auch die Referenz leichter werden. ⓘ

Operative Definition

In der operationellen Definition ist das Gewicht eines Gegenstands die Kraft, die durch den Wägevorgang gemessen wird, d. h. die Kraft, die er auf seine Unterlage ausübt. Da W die nach unten gerichtete Kraft ist, die vom Erdmittelpunkt auf den Körper ausgeübt wird, und es keine Beschleunigung des Körpers gibt, existiert eine entgegengesetzte und gleiche Kraft, die von der Unterlage auf den Körper ausgeübt wird. Auch sie ist gleich der Kraft, die der Körper auf seine Unterlage ausübt, denn Aktion und Reaktion haben den gleichen Zahlenwert und eine entgegengesetzte Richtung. Dies kann je nach den Einzelheiten einen beträchtlichen Unterschied ausmachen; so übt beispielsweise ein Objekt im freien Fall kaum oder gar keine Kraft auf seine Unterlage aus, eine Situation, die gemeinhin als Schwerelosigkeit bezeichnet wird. Der freie Fall hat jedoch keinen Einfluss auf das Gewicht im Sinne der Definition der Schwerkraft. Daher wird die operationelle Definition manchmal dahingehend verfeinert, dass das Objekt in Ruhe sein muss. Dies wirft jedoch die Frage nach der Definition des Begriffs "in Ruhe" auf (normalerweise wird der Ruhezustand in Bezug auf die Erde durch die Verwendung der Standardgravitation impliziert). In der operationellen Definition wird das Gewicht eines auf der Erdoberfläche ruhenden Objekts durch die Wirkung der Zentrifugalkraft der Erdrotation vermindert. ⓘ

Die übliche operationelle Definition schließt die Auswirkungen des Auftriebs nicht ausdrücklich aus, der das gemessene Gewicht eines Objekts verringert, wenn es in eine Flüssigkeit wie Luft oder Wasser eingetaucht ist. Folglich könnte man sagen, dass ein schwebender Ballon oder ein im Wasser schwimmender Gegenstand kein Gewicht hat. ⓘ

ISO-Definition

In der internationalen ISO-Norm ISO 80000-4:2006, die die grundlegenden physikalischen Größen und Einheiten in der Mechanik beschreibt und Teil der internationalen Norm ISO/IEC 80000 ist, wird das Gewicht wie folgt definiert:

Definition

$F_{g}=mg\,$,

wobei m die Masse und g die lokale Beschleunigung des freien Falls ist. ⓘ

Anmerkungen

• Wenn das Bezugssystem die Erde ist, umfasst diese Größe nicht nur die lokale Gravitationskraft, sondern auch die lokale Zentrifugalkraft aufgrund der Erdrotation, eine Kraft, die mit dem Breitengrad variiert.
• Die Wirkung des atmosphärischen Auftriebs ist im Gewicht nicht enthalten.
• Im allgemeinen Sprachgebrauch wird die Bezeichnung "Gewicht" weiterhin verwendet, wenn "Masse" gemeint ist, aber diese Praxis ist veraltet.

- ISO 80000-4 (2006)

ⓘ

Die Definition hängt vom gewählten Bezugsrahmen ab. Wenn sich der gewählte Rahmen mit dem betreffenden Objekt mitbewegt, stimmt diese Definition genau mit der operationellen Definition überein. Ist der gewählte Bezugsrahmen die Erdoberfläche, unterscheiden sich das Gewicht nach der ISO-Definition und die Gravitationsdefinition nur durch die Zentrifugalwirkung aufgrund der Erdrotation. ⓘ

Scheinbares Gewicht

In vielen realen Situationen kann der Akt des Wiegens zu einem Ergebnis führen, das von dem Idealwert der verwendeten Definition abweicht. Dies wird in der Regel als das scheinbare Gewicht des Objekts bezeichnet. Ein gängiges Beispiel hierfür ist der Effekt des Auftriebs: Wenn ein Gegenstand in eine Flüssigkeit eingetaucht wird, bewirkt die Verdrängung der Flüssigkeit eine nach oben gerichtete Kraft auf den Gegenstand, so dass er beim Wiegen auf einer Waage leichter erscheint. Das scheinbare Gewicht kann in ähnlicher Weise durch Schweben und mechanische Aufhängung beeinflusst werden. Wenn die Gravitationsdefinition des Gewichts verwendet wird, wird das von einer beschleunigenden Waage gemessene Betriebsgewicht oft auch als Scheingewicht bezeichnet. ⓘ

Masse

Ein Objekt mit der Masse m, das auf einer Fläche ruht, und das entsprechende Diagramm eines freien Körpers, das nur das Objekt und die auf es wirkenden Kräfte zeigt. Beachten Sie, dass die Kraft, die der Tisch auf das Objekt nach oben drückt (der N-Vektor), gleich der nach unten gerichteten Kraft des Objektgewichts ist (hier als mg dargestellt, da das Gewicht gleich der Masse des Objekts multipliziert mit der Erdbeschleunigung ist): Da diese Kräfte gleich sind, befindet sich das Objekt im Gleichgewicht (alle Kräfte und Momente, die auf das Objekt wirken, summieren sich zu Null). ⓘ

Im modernen wissenschaftlichen Sprachgebrauch sind Gewicht und Masse grundverschiedene Größen: Die Masse ist eine der Materie innewohnende Eigenschaft, während das Gewicht eine Kraft ist, die sich aus der Wirkung der Schwerkraft auf die Materie ergibt: Es misst, wie stark die Schwerkraft an dieser Materie zieht. In den meisten praktischen Alltagssituationen wird jedoch das Wort "Gewicht" verwendet, wenn eigentlich "Masse" gemeint ist. Die meisten Menschen würden zum Beispiel sagen, dass ein Gegenstand "ein Kilogramm wiegt", obwohl das Kilogramm eine Einheit der Masse ist. ⓘ

Die Unterscheidung zwischen Masse und Gewicht ist für viele praktische Zwecke unwichtig, da die Stärke der Schwerkraft auf der Erdoberfläche nicht allzu sehr variiert. In einem gleichmäßigen Gravitationsfeld ist die auf ein Objekt ausgeübte Gravitationskraft (sein Gewicht) direkt proportional zu seiner Masse. Ein Objekt A wiegt beispielsweise 10-mal so viel wie ein Objekt B, also ist die Masse von Objekt A 10-mal so groß wie die von Objekt B. Das bedeutet, dass die Masse eines Objekts indirekt durch sein Gewicht gemessen werden kann, und daher ist das Wiegen (mit einer Waage) für alltägliche Zwecke eine durchaus akzeptable Methode zur Messung der Masse. In ähnlicher Weise misst eine Waage die Masse indirekt, indem sie das Gewicht des gemessenen Gegenstands mit dem eines Gegenstands oder mehrerer Gegenstände mit bekannter Masse vergleicht. Da sich der gemessene Gegenstand und die Vergleichsmasse an praktisch demselben Ort befinden und somit demselben Gravitationsfeld ausgesetzt sind, hat die Wirkung der variierenden Schwerkraft keinen Einfluss auf den Vergleich oder die daraus resultierende Messung. ⓘ

Das Schwerefeld der Erde ist nicht einheitlich, sondern kann an verschiedenen Orten der Erde um bis zu 0,5 % variieren (siehe Schwerkraft der Erde). Diese Schwankungen verändern das Verhältnis zwischen Gewicht und Masse und müssen bei hochpräzisen Gewichtsmessungen, mit denen die Masse indirekt gemessen werden soll, berücksichtigt werden. Federwaagen, die das lokale Gewicht messen, müssen an dem Ort geeicht werden, an dem die Gegenstände verwendet werden, um dieses Standardgewicht anzuzeigen, damit sie für den Handel zugelassen sind. ⓘ

Die folgende Tabelle zeigt die Schwankungen der Erdbeschleunigung (und damit die Schwankungen des Gewichts) an verschiedenen Orten auf der Erdoberfläche. ⓘ

Standort	Breitengrad	m/s2	Absolute Differenz zum Äquator	Prozentualer Unterschied zum Äquator ⓘ
Äquator	0°	9.7803	0.0000	0%
Sydney	33°52′ S	9.7968	0.0165	0.17%
Aberdeen	57°9′ N	9.8168	0.0365	0.37%
Nordpol	90° N	9.8322	0.0519	0.53%

Die historische Verwendung des Begriffs "Gewicht" für "Masse" wird auch in der wissenschaftlichen Terminologie beibehalten - so findet man in der Chemie noch immer die Begriffe "Atomgewicht", "Molekulargewicht" und "Formelgewicht" anstelle der bevorzugten "Atommasse" usw. ⓘ

In einem anderen Gravitationsfeld, z. B. auf der Mondoberfläche, kann ein Gegenstand ein deutlich anderes Gewicht haben als auf der Erde. Die Schwerkraft auf der Mondoberfläche ist nur etwa ein Sechstel so stark wie auf der Erdoberfläche. Eine Masse von einem Kilogramm ist immer noch eine Masse von einem Kilogramm (da die Masse eine intrinsische Eigenschaft des Objekts ist), aber die nach unten gerichtete Kraft aufgrund der Schwerkraft und damit das Gewicht beträgt nur ein Sechstel dessen, was das Objekt auf der Erde hätte. Ein Mann mit einer Masse von 180 Pfund wiegt beim Besuch des Mondes also nur etwa 30 Pfund - eine Kraft. ⓘ

SI-Einheiten

In den meisten modernen wissenschaftlichen Arbeiten werden physikalische Größen in SI-Einheiten gemessen. Die SI-Einheit des Gewichts ist dieselbe wie die der Kraft: das Newton (N) - eine abgeleitete Einheit, die auch in SI-Basiseinheiten als kg⋅m/s² (Kilogramm mal Meter pro Sekunde zum Quadrat) ausgedrückt werden kann. ⓘ

Im kommerziellen und alltäglichen Gebrauch wird der Begriff "Gewicht" in der Regel im Sinne von Masse verwendet, und das Verb "wiegen" bedeutet "die Masse von" oder "eine Masse von" haben. In diesem Sinne ist die richtige SI-Einheit das Kilogramm (kg). ⓘ

Ab dem 20. Mai 2019 wird das Kilogramm, das für die Bewertung des Gewichts eines Gegenstands unerlässlich ist, anhand der Planckschen Konstante neu definiert. Die neue Definition wirkt sich nicht auf die tatsächliche Menge des Materials aus, sondern erhöht die Qualität der Messung und verringert die mit ihr verbundene Unsicherheit. Vor der Verwendung der Planckschen Konstante wurde ein physisches Objekt als Standard verwendet. Dieses Objekt, das sich in einem Gewölbe in Sèvres, Frankreich, befindet, hat seit seiner Einführung im Jahr 1889 um etwa 50 Mikrogramm seiner Masse geschwankt. Daraus folgt, dass Folgendes zutreffen muss. Die Masse, die z. B. auf der Erde und auf dem Mond gleich sein sollte, ist nur auf der Erde gültig, da sie referenziert werden muss. Auch der Vergleich eines Gewichtsmaßes mit einem Standard, der sich mit der Zeit verändert, kann nicht als Referenz verwendet werden, ohne den tatsächlichen Wert zu dem Zeitpunkt anzugeben, an dem er als solcher verwendet wurde. Zur Neudefinition des Kilogramms haben daher alle beteiligten Nationalen Metrologieinstitute (NMIs) den neuen Wert der Planckschen Konstante durch Auswertung einer gegen das IPK kalibrierten Masse ermittelt. Insofern ist ein Kilogramm gleich h/(6,62607015×10^(-34) ) m^(-2) s, was 1 m^(-2) s entspricht. Ein Kilogramm ist die gleiche Größe geblieben, die es vor der Neudefinition war. Aber ab Mai 2019 können die gemessenen und aufgezeichneten Gewichte zurückverfolgt und als Vergleich für aktuelle und zukünftige Arbeiten verwendet werden. ⓘ

Pfund und andere Nicht-SI-Einheiten

In den in den Vereinigten Staaten gebräuchlichen Einheiten kann das Pfund entweder eine Krafteinheit oder eine Masseneinheit sein. Zu den verwandten Einheiten, die in einigen separaten Untersystemen von Einheiten verwendet werden, gehören das Pfundal und das Slug. Das Pfundal ist definiert als die Kraft, die erforderlich ist, um ein Objekt mit einer Masse von einem Pfund auf 1 ft/s² zu beschleunigen, und entspricht etwa 1/32,2 einer Pfund-Kraft. Das Geschoss ist definiert als die Menge an Masse, die mit 1 ft/s² beschleunigt wird, wenn eine Pfund-Kraft auf sie ausgeübt wird, und entspricht etwa 32,2 Pfund (Masse). ⓘ

Die Kilogramm-Kraft ist eine Nicht-SI-Krafteinheit, die als die Kraft definiert ist, die von einer 1-Kilogramm-Masse in der Standard-Erdgravitation ausgeübt wird (entspricht genau 9,80665 Newton). Das Dyne ist die cgs-Einheit der Kraft und gehört nicht zum SI, während Gewichte, die in der cgs-Einheit der Masse, dem Gramm, gemessen werden, Teil des SI bleiben. ⓘ

Empfindung

Das Gefühl von Gewicht wird durch die Kraft verursacht, die von Flüssigkeiten im Vestibularsystem, einem dreidimensionalen Röhrensystem im Innenohr, ausgeübt wird. Es handelt sich dabei um die Empfindung der g-Kraft, unabhängig davon, ob diese auf den Stillstand in Gegenwart der Schwerkraft zurückzuführen ist oder, wenn sich die Person in Bewegung befindet, auf andere Kräfte, die auf den Körper einwirken, wie z. B. die Beschleunigung oder Verzögerung eines Aufzugs oder die Zentrifugalkräfte bei einer scharfen Drehung. ⓘ

Messung

Eine Brückenwaage, die zum Wiegen von Lastwagen verwendet wird ⓘ

Das Gewicht wird in der Regel mit einer von zwei Methoden gemessen. Eine Federwaage oder eine hydraulische bzw. pneumatische Waage misst das lokale Gewicht, d. h. die lokale Schwerkraft, die auf den Gegenstand wirkt (streng genommen die scheinbare Gewichtskraft). Da die örtliche Schwerkraft an verschiedenen Orten um bis zu 0,5 % variieren kann, messen Federwaagen für ein und dasselbe Objekt (dieselbe Masse) an verschiedenen Orten leicht unterschiedliche Gewichte. Um Gewichte zu standardisieren, werden Waagen immer so geeicht, dass sie das Gewicht eines Objekts bei einer nominalen Standardgravitation von 9,80665 m/s² (ca. 32,174 ft/s²) anzeigen. Diese Kalibrierung wird jedoch im Werk vorgenommen. Wenn die Waage an einen anderen Ort auf der Erde gebracht wird, ist die Schwerkraft anders und verursacht einen leichten Fehler. Um eine hohe Genauigkeit zu gewährleisten und für den Handel zugelassen zu sein, müssen Federwaagen daher an dem Ort, an dem sie verwendet werden, neu kalibriert werden. ⓘ

Eine Waage hingegen vergleicht das Gewicht eines unbekannten Objekts in einer Waagschale mit dem Gewicht von Standardmassen in der anderen Waagschale, wobei ein Hebelmechanismus zum Einsatz kommt - eine Hebelwaage. Die Standardmassen werden oft, nicht technisch gesehen, als "Gewichte" bezeichnet. Da alle Schwankungen der Schwerkraft gleichermaßen auf die unbekannten und die bekannten Gewichte wirken, zeigt eine Hebelwaage an jedem Ort der Erde denselben Wert an. Daher sind die "Gewichte" der Waage in der Regel geeicht und in Masseneinheiten angegeben, so dass die Hebelwaage die Masse durch den Vergleich der Erdanziehung auf das unbekannte Objekt und die Standardmassen in den Waagschalen misst. In Abwesenheit eines Gravitationsfeldes, außerhalb von planetarischen Körpern (z. B. im Weltraum), würde eine Hebelwaage nicht funktionieren, aber z. B. auf dem Mond würde sie die gleiche Anzeige wie auf der Erde liefern. Einige Waagen sind in Gewichtseinheiten angegeben, aber da die Gewichte im Werk für die Standardgravitation kalibriert werden, misst die Waage das Standardgewicht, d. h. das Gewicht des Objekts bei Standardgravitation, und nicht die tatsächliche lokale Gravitationskraft auf das Objekt. ⓘ

Wenn die tatsächliche Schwerkraft auf das Objekt benötigt wird, kann diese berechnet werden, indem die von der Waage gemessene Masse mit der Erdbeschleunigung multipliziert wird - entweder mit der Standard-Schwerkraft (für alltägliche Arbeiten) oder mit der genauen örtlichen Schwerkraft (für Präzisionsarbeiten). Tabellen der Erdbeschleunigung an verschiedenen Orten sind im Internet zu finden. ⓘ

Bruttogewicht ist ein Begriff, der in der Regel im Handel verwendet wird und sich auf das Gesamtgewicht eines Produkts und seiner Verpackung bezieht. Im Gegensatz dazu bezeichnet das Nettogewicht das Gewicht des Produkts allein, abzüglich des Gewichts des Behälters oder der Verpackung, und das Taragewicht ist das Gewicht der Verpackung allein. ⓘ

Messgeräte zur direkten Feststellung einer Gewichtskraft sind Kraftmesser, beispielsweise Federwaagen. Allerdings verfälscht der statische Auftrieb das Ergebnis, was sich insbesondere bei Körpern geringer Dichte bemerkbar macht. ⓘ

Indirekt kann man die Gewichtskraft auch durch Wägung und anschließende Umrechnung des Wägewerts bestimmen. Bei einer genaueren Betrachtung der Funktionsweise einer Waage stellt man fest, dass die eigentliche direkt erfasste Messgröße ohnehin die um den Auftrieb verfälschte Gewichtskraft ist, auch wenn als Wägewert eine Masse angezeigt wird. So vergleicht z. B. eine einfache Balkenwaage die Kräfte, die die beiden Massen auf ihre jeweilige Waagschale ausüben. ⓘ

Relative Gewichte auf der Erde und anderen Himmelskörpern

In der nachstehenden Tabelle sind die relativen Schwerkraftbeschleunigungen auf der Oberfläche der Sonne, des Erdmondes und der einzelnen Planeten des Sonnensystems aufgeführt. Mit "Oberfläche" sind die Wolkenoberseiten der Gasriesen (Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun) gemeint. Bei der Sonne ist mit der Oberfläche die Photosphäre gemeint. Die Werte in der Tabelle wurden nicht um die Zentrifugalwirkung der Planetenrotation (und die Windgeschwindigkeiten an der Wolkendecke bei den Gasriesen) bereinigt und entsprechen daher im Allgemeinen der tatsächlichen Schwerkraft, die man in der Nähe der Pole erfahren würde. ⓘ

Körper	Vielfaches der Erdgravitation	Schwerkraft der Oberfläche m/s2 ⓘ
Sonne	27.90	274.1
Merkur	0.3770	3.703
Venus	0.9032	8.872
Erde	1 (per Definition)	9.8226
Mond	0.1655	1.625
Mars	0.3895	3.728
Jupiter	2.640	25.93
Saturn	1.139	11.19
Uranus	0.917	9.01
Neptun	1.148	11.28

Betrag, Richtung und Angriffspunkt

Die Gewichtskraft ${\vec {F}}_{\text{G}}$ kann als Produkt der Masse $m$ mit der Schwerebeschleunigung ${\vec {g}}$ berechnet werden:

${\vec {F}}_{\text{G}}=m\,{\vec {g}}$ ⓘ

Abgesehen von geringen Unregelmäßigkeiten ist die Gewichtskraft eines Körpers stets zum Mittelpunkt des Himmelskörpers hin gerichtet, auf dem er sich befindet, da das Schwerefeld in guter Näherung ein Radialfeld ist. In den meisten Anwendungen erreicht man aber auch eine ausreichende Genauigkeit, wenn man das Schwerefeld als homogenes Feld ansieht, nämlich dann, wenn alle Abmessungen viel kleiner als der Radius des Himmelskörpers sind. In diesem Fall hat die Gewichtskraft an jedem Ort gleiche Richtung und gleiche Stärke. ⓘ

Die Bahnkurve eines bewegten starren Körpers verläuft genau so, als griffe die gesamte Gewichtskraft im Gravizentrum (Schwerpunkt) des Körpers an. Das gilt auch für die Bewegung des Schwerpunkts eines Systems mehrerer Körper. In einem homogenen Gravitationsfeld stimmt das Gravizentrum mit dem Massenmittelpunkt überein. Ist die Gewichtskraft die einzige wirkende Kraft, so befindet sich der Körper bzw. das Mehrkörpersystem im Zustand des freien Falls. Da die Trägheit eines Körpers von der Masse in derselben Weise abhängt wie die Gewichtskraft, sind die Beschleunigungen aller frei fallenden Körper gleich. Die Fallbeschleunigung hängt also nicht von der Masse oder anderen Eigenschaften des Körpers ab, sondern höchstens von seinem Ort. ⓘ

Gewichtskraft auf der Erde

Auf der Erdoberfläche kann man für die Schwerebeschleunigung den Näherungswert $g=9{,}81\,\mathrm {\tfrac {m}{s^{2}}}$ verwenden. ⓘ

Möchte man die Gewichtskraft auf der Erde jedoch genauer bestimmen, so ist die Ortsabhängigkeit der Schwerebeschleunigung ($g=9{,}78\,\mathrm {\tfrac {m}{s^{2}}}$ am Äquator bzw. $9{,}83\,\mathrm {\tfrac {m}{s^{2}}}$ an den Polen) durch Schwereformeln zu berücksichtigen, beispielsweise durch die Formel von Somigliana. Für diese Ortsabhängigkeit gibt es verschiedene Ursachen:

1. die durch die Erdrotation verursachte Zentrifugalbeschleunigung,
2. die unterschiedliche Stärke der Gravitation aufgrund der Erdabplattung,
3. lokale Gravitationsanomalien.

Auf der Erdoberfläche hängen die ersten beiden Effekte von der geographischen Breite ab: der erste, weil die Breite den Abstand des Standorts von der Erdachse bestimmt; der zweite, weil die Breite den Abstand vom Erdmittelpunkt und die genaue Verteilung der Erdmasse in Bezug zum Standort bestimmt. Dazu kommt eine Abhängigkeit von der Höhe des Standorts über der Erdoberfläche. ⓘ