Wichte

Die Wichte $ \gamma $ eines physikalischen Körpers, auch spezifisches Gewicht genannt, ist das Verhältnis seiner Gewichtskraft zu seinem Volumen.

Das DIN empfiehlt bereits seit 1938 im deutschen Normenwerk, die Bezeichnung „spezifisches Gewicht“ zugunsten von „Wichte“ aufzugeben. Von 1971 bis 1984 wurde in DIN 1306 auch die Wichte vermieden. Die Wichte wird in der Physik heute kaum noch verwendet, findet aber in der Technik, besonders in der Geotechnik, noch große Verwendung. Bevorzugt angegeben wird die Dichte eines Körpers, aus der sich die Wichte gegebenenfalls ableiten lässt.

Definition

Die Wichte eines Materials ist seine Gewichtskraft $ F_{\text{G}} $ bezogen auf sein Volumen $ V $:

$ \gamma ={\frac {F_{\mathrm {G} }}{V}} $

Formelzeichen der Wichte ist $ \gamma $ (griechisches Gamma).

Die Einheit der Wichte ist:

$ [\gamma ]={\frac {\mathrm {N} }{\mathrm {m} ^{3}}}={\frac {\mathrm {kg} \cdot \mathrm {m} }{\mathrm {m} ^{3}\cdot \mathrm {s} ^{2}}}={\frac {\mathrm {kg} }{\mathrm {m} ^{2}\cdot \mathrm {s} ^{2}}} $

Abhängigkeiten

Die auf einen Körper wirkende Gewichtskraft ist proportional zur Fallbeschleunigung $ g $ ($ m $ steht für die Masse):

$ F_{G}=m\cdot g $

Damit ist der Wert der Wichte eines Materials abhängig von der Stärke der Gravitation, z. B. ist der Wert der Wichte auf dem Mond nur etwa 1/6 so groß wie auf der Erdoberfläche. Auch auf der Erde unterscheidet sich die Gravitation je nach Standort: so ist die Erdbeschleunigung am Nordpol aufgrund der Schwereabplattung um ein halbes Prozent größer als am Äquator, außerdem ist sie auf einem Berg kleiner als auf Meereshöhe.

Außerdem kann die Gewichtskraft durch statischen Auftrieb vermindert werden, wenn der zu messende Probekörper von einem Medium umgeben ist. Dann verringert sich gemäß dem archimedischen Prinzip sein Gewicht um das Gewicht des verdrängten Mediums, was besonders auffällig ist bei Wasser als Medium. Aber auch die Luft der Atmosphäre bewirkt einen messbaren Auftrieb, auf diese Weise geht der Luftdruck in den Wert der Wichte ein.

Der Wert der Wichte hängt damit nicht nur von der Art des Materials, sondern auch vom Ort und von den Umständen ab, unter denen die Gewichtskraft gemessen wird. Dies steht im Gegensatz zur Dichte $ \rho $, die nur von der Masse und dem Volumen des betrachteten Körpers abhängt:

$ \rho ={\frac {m}{V}}={\frac {\gamma }{g}} $

Auch die Temperatur einer Probe hat Einfluss auf den Wert der Wichte, da sich das Volumen der Probe durch Wärmeausdehnung ändert. Dies ist auch bei der Dichte der Fall.

Um trotz dieser Abhängigkeiten einen eindeutigen Wert für die Wichte eines Materials zu erhalten, ist es üblich, ihren Wert auf Standardbedingungen für Erdbeschleunigung, Luftdruck und Temperatur zu beziehen.

Literatur

• DIN 1306 Dichte; Begriffe, Angaben.
• Bergmann, Schaefer: Lehrbuch der Experimentalphysik. Band 1: Mechanik, Relativität, Wärme. 11. völlig neubearbeitete Auflage. de Gruyter, Berlin u. a. 1998, ISBN 3-11-012870-5.