Federwaagen zur Bestimmung von Gewicht und Kraft

Federwaagen bzw. Federkraftmesser wurden früher häufig auch Lumpen- oder Sackwaagen genannt. Egal welche Begrifflichkeit gewählt wird, diese Waagen haben ein vielfältiges Einsatzgebiet. Ihre Funktion ist die Bestimmung von Gewicht und Kraft.

Wie funktioniert eine Federwaage?

Angezeigt wird dieses Gewicht beziehungsweise diese Kraft durch die sogenannte "Längung", also durch die Dehnung einer mechanischen Schraubenfeder. Über die Gewichtskraft wird bei einer Federwaage die Masse eines Gegenstandes bestimmt.

Zur Messung dieser Gewichts- und Zugkräfte nutzt eine Federwaage die elastische und lineare Dehnung der Schraubenfeder, wenn eine Zugkraft auf sie einwirkt. Gemessen wird dann eben die Längenausdehnung. Diese ist im linearen Dehnungsbereich der Feder und verhält sich dem Hookeschen Gesetz zufolge proportional zur Zugkraft. Zur Nutzung wird die Waage an einem geeigneten Platz aufgehängt und der zu wiegende Gegenstand.

Wie ist eine Federwaage aufgebaut?

In der Praxis sieht das so aus, dass die Schraubenzugfeder am Ende mit einer Aufhänge-Vorrichtung oder einer Vorrichtung zur Befestigung von Gegenständen ausgestattet ist. Entlang des Federweges befinden sich eine Skala und ein Zeiger. Die Skala ist bei der Federwaage in Kilogramm (kg) oder auch Gramm (g) angegeben, bei einem Federkraftmesser in Newton (N). Es gibt auch aufwändigere Bauformen der Federwaage, die aus einer kreisförmigen Skala und einem Gehäuse bestehen. Die Schraubenzugfedern befinden sich hier oft hinter dem Ziffernblatt, am unteren Ende ist ein Lastaufnahmehaken befestigt - ähnlich wie es vielleicht von kleinen Geräten fürs Kofferwiegen zuhause bekannt ist. Federwaagen gibt es mit unterschiedlichen Belastbarkeiten - je nach Einsatzgebiet zum Beispiel im Bereich zwischen 1 und 1000 Gramm oder auch zwischen zweieinhalb und 50 Kilogramm.

Die handlichen Waagen bestehen meist aus einem robusten und abrieb freien Rohr aus Aluminium. Wichtig ist außerdem die lange und präzise Skala mit hoher Auflösung. Für eine sinnvolle Nutzung in der Praxis ist auch eine Tara- bzw. Nullstellfunktion wichtig. Durch die mechanische Funktionsweise der Waagen laufen diese auch ohne Batterien.

Was sind die Anwendungsbereiche einer Federwaage?

Die Auswahl an Federwaagen ist sehr groß, es gibt für jeden Anwendungsbereich passende Waagen. Verwendet werden sie vorwiegend im Handel, in der Industrie und auch in Laboren. Auch im Physikunterricht ist sie ein beliebtes Mittel, um die Gewichtskraft von Körpern in der Einheit Newton zu erklären und zu verbildlichen. Weitere Einsatzbereiche sind beispielsweise die Tierforschung (z.B. in der Ornithologie zur Bestimmung des Gewichtes von Vögeln), als Zugkraftmesser, um die Aufreißkraft von Verschlüssen zu messen oder als Fischwaage in der Fischerei. Aber auch in der Numismatik zur Gewichtsbestimmung von Münzen oder zur Druckkraftmessung, etwa um den Widerstand bei der Betätigung von Drucktasten auf Geräten zu messen, kommt diese Art von Waage zum Einsatz. Im Alltag kennen viele Federwaagen vermutlich als handliche Kofferwaage, um zu testen, ob das Gepäck nicht zu schwer ist für die bevorstehende Flugreise.

Welche Vor- und Nachteile haben Federwaagen?

Einer der Vorteile einer Federwaage ist die unkomplizierte Nutzung. Ein Nachteil, den eine solche Waage aber gegenüber einer modernen, elektronischen Waage hat, ist die niedrigere Messgenauigkeit. Eigenschaften der mechanischen Waage können Ungenauigkeiten bis hin zu 0,3% verursachen. Dennoch bleibt sie durch ihre Handhabung und Handlichkeit für die meisten Bereiche, in der sie eingesetzt wird, die beste Wahl.

Federwaagen - einfach in der Handhabung und vielfältig einsetzbar

Federwaagen kommen zur Bestimmung von Gewicht und Kraft zum Einsatz - vorwiegend im Handel, in der Industrie und in Laboren. Viele kennen sie vielleicht auch aus dem Physikunterricht oder als einfache Kofferwaagen vor Antritt einer Urlaubsreise. Zur Bestimmung der Kraft bzw. Masse eines Gegenstandes wird dabei die Längung einer mechanischen Schraubenzugfeder gemessen, die sich proportional zur Zugkraft verhält. Beliebt ist diese Art von Waage vor allem wegen ihrer einfachen Handhabung und ihrer Handlichkeit - beides gleicht die Ungenauigkeit aus, die sie im Vergleich zu digitalen Wagen aufweist.