Masa y peso

¿Son lo mismo la masa y el peso?

Todos los cuerpos están hechos de materia. Algunos tienen más materia que otros. Por ejemplo, pensemos en dos pelotas de igual tamaño (igual volumen): una de golf (hecha de un material duro como el caucho) y otra de tenis (hecha de goma, más blanda).

Aunque se vean casi del mismo tamaño, una (la de golf) tiene más materia que la otra.

Como la masa es la cantidad de materia de los cuerpos , diremos que la pelota de golf tiene más masa que la de tenis.

Lo mismo ocurre con una pluma de acero y una pluma natural. Aunque sean iguales, la pluma de acero tiene más masa que la otra.

Kilogramo patrón.

Ahora, un ejemplo con cuerpos que no sean del mismo tamaño (que tengan distinto volumen):

Un niño de 7 años comparado con su padre de 35 años.

La diferencia es más clara. Es evidente que el pequeño tiene mucho menos masa que su padre.

Ahora bien: pon mucha atención a lo siguiente:

La UNIDAD DE MEDIDA de la MASA es el KILOGRAMO (kg)

La masa se mide usando una balanza

El kilogramo ( unidad de masa ) tiene su patrón en: la masa de un cilindro fabricado en 1880, compuesto de una aleación de platino-iridio (90 % platino - 10 % iridio), creado y guardado en unas condiciones exactas, y que se guarda en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas en Sevres, cerca de París.

La masa es la única unidad que tiene este patrón, además de estar en Sevres, hay copias en otros países que cada cierto tiempo se reúnen para ser regladas y ver si han perdido masa con respecto a la original.

No olvidemos que medir es comparar algo con un patrón definido universalmente.

¿Y el peso?

De nuevo, atención a lo siguiente: la masa (la cantidad de materia) de cada cuerpo es atraída por la fuerza de gravedad de la Tierra. Esa fuerza de atracción hace que el cuerpo (la masa ) tenga un peso , que se cuantifica con una unidad diferente: el Newton (N).

Una balaza mide solo cantidad de masa.

La UNIDAD DE MEDIDA DEL PESO ES EL NEWTON (N)

Entonces, el peso es la fuerza que ejerce la gravedad sobre una masa y ambas magnitudes son proporcionales entre sí, pero no iguales, pues están vinculadas por el factor aceleración de la gravedad.

Para que entiendas que el concepto peso se refiere a la fuerza de gravedad ejercida sobre un cuerpo, piensa lo siguiente:

El mismo niño del ejemplo, cuya masa podemos calcular en unos 36 kilogramos (medidos en la Tierra, en una balanza), pesa (en la Tierra, pero cuantificados con un dinamómetro) 352,8 Newtons (N).

En la Luna, pesa seis veces menos.

Si lo ponemos en la Luna, su masa seguirá siendo la misma (la cantidad de materia que lo compone no varía, sigue siendo el mismo niño, el cual puesto en una balanza allí en la Luna seguirá teniendo una masa de 36 kilogramos ), pero como la fuerza de gravedad de la Luna es 6 veces menor que la de la Tierra, allí el niño PESARÁ 58,68 Newtons (N)

Estas cantidades se obtienen aplicando la fórmula para conocer el peso , que es:

P = m • g

Donde

P =  peso, en Newtons (N)

m = masa, en kilogramos (kg)

g  = constante gravitacional, que es 9,8 en la Tierra (m/s 2 ).

Estoy seguro de que todos se sorprenderán con que un niño de 7 años pese 352,8 Newtons, pero en física es así, ése es su peso .

Lo que ocurre es que la costumbre nos ha hecho trabajar desde chicos solo con el concepto de peso , el cual hemos asociado siempre al kilogramo , y nos han habituado a usarlo, sin saberlo nosotros, como sinónimo de masa . Por eso, cuando subimos a una balanza decimos que nos estamos “pesando” , cuando en realidad estamos midiendo nuestra cantidad de masa , que se expresa en kilogramos .

Un tipo de dinamómetro.

Lo que hacemos es usar nuestra medición de MASA como si fuera nuestro “PESO” y al bajar de la balanza decimos “PESÉ 70 KILOS” si la máquina marca esa cantidad, pero el PESO REAL SERÁ 686 Newtons (N) (70 por 9,8 es igual a 686).

Lo concreto es que, en el uso moderno del campo de la mecánica, el peso y la masa son cantidades fundamentalmente diferentes: la masa es una propiedad intrínseca de la materia mientras que el peso es la fuerza que resulta de la acción de la gravedad en la materia.

Sin embargo, el reconocimiento de la diferencia es, históricamente, un descubrimiento relativamente reciente. Es por eso que en muchas situaciones cotidianas la palabra peso continúa siendo usada cuando se piensa en masa . Por ejemplo, se dice que un objeto pesa un kilogramo cuando el kilogramo es una unidad de masa.

El dinamómetro

El dinamómetro, el aparato que sirve par cuantificar el peso, está formado por un resorte con un extremo libre y posee una escala graduada en unidades de peso. Para saber el peso de un objeto solo se debe colgar del extremo libre del resorte, el que se estirará; mientras más se estire, más pesado es el objeto.

Así se pesa una masa.

El kg es, como hemos repetido, una unidad de masa, no de peso. Sin embargo, muchos aparatos utilizados para medir pesos (básculas, balanzas, por ejemplo), tienen sus escalas graduadas en kg, pero en realidad son kg-fuerza . El kg-fuerza es otra unidad de medida de peso (arbitraria, para uso corriente, que no pertenece al Sistema Métrico, que se conoce también como kilopondio ), que es equivalente a 9,8 Newtons, y que se utiliza cotidianamente para indicar el peso de algo.

Esto no suele representar, normalmente, ningún problema ya que 1 kg-fuerza es el peso en la superficie de la Tierra de un objeto de 1 kg de masa, lo que equivale a 9,8 Newtons. Por lo tanto, una persona de 60 kg de masa pesa en la superficie de la Tierra 60 kg-fuerza (o 588 Newtons). Sin embargo, la misma persona en la Luna pesaría solo 10 kg-fuerza (o 98 Newtons), aunque su masa seguiría siendo de 60 kg. (El peso de un objeto en la Luna, representa la fuerza con que ésta lo atrae).

ENTONCES:

MASA ES LA CANTIDAD DE MATERIA DE UN CUERPO QUE SE MIDE EN UNA BALANZA, Y SU UNIDAD DE MEDIDA ES EL KILOGRAMO (kg) .

PESO ES LA CUANTIFICACIÓN DE LA FUERZA DE ATRACCIÓN GRAVITACIONAL EJERCIDA SOBRE UN CUERPO Y SE OBTIENE CON LA FÓRMULA P = m . g , o BIEN SE MIDE EN UN DINAMÓMETRO (aparato que consiste en un resorte y del cual debe “colgarse” el cuerpo que, en rigor, se está PESANDO), Y SU UNIDAD DE MEDIDA ES EL NEWTON (N) .

En la Tierra, entonces, un kilogramo masa es equivalente a un kilogramos fuerza y este último es igual a 9,8 Newtons

Diferencia entre masa y peso

Características de masa

Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo. Es una magnitud escalar. Se mide con la balanza. Su valor es constante, es decir, independiente de la altitud y latitud. Sus unidades de medida son el gramo (g) y el kilogramo (kg). Sufre aceleraciones

Características de peso

Es la fuerza que ocasiona la caída de los cuerpos. Es una magnitud vectorial. Se mide con el dinamómetro. Varía según su posición, es decir, depende de la altitud y latitud. Sus unidades de medida en el Sistema Internacional son la dina y el Newton. Produce aceleraciones.

FUERZAS Y MOVIMIENTO

Los cuerpos tienen Inercia ¿Por qué podría esperar Galileo que la bala no caiga detrás del cañón si la Tierra avanza (pensando, para simplificar, en un avance horizontal)? ¿Y por qué podríamos esperar nosotros que la naranja que cae dentro del tren acompañe exactamente al pasajero, y choque contra el piso en el punto justo debajo del punto donde inició su caída? ¿O que el hilo de la plomada dentro del rápido tren no necesite inclinarse absolutamente nada hacia delante para arrastrar al plomo con la gran velocidad de aquél? Entre 1600 y 1610, Galileo GALILEI había establecido la conservación de la velocidad en el sentido horizontal de los proyectiles, y esto sirvió de base para que DESCARTES enunciara en 1629 dos axiomas que se consideran válidos aún hoy. Estos axiomas de DESCARTES son: 1. un cuerpo mantiene su estado de reposo o de movimiento; 2. el movimiento natural es rectilíneo. Alrededor de cincuenta años después NEWTON enunció el Principio de Inercia (según el diccionario, se llama inercia a la incapacidad de los cuerpos para cambiar por sí mismos su estado de movimiento) reuniendo estos dos axiomas. Este principio es básico para la física actual, y estos enunciados también lo fueron en su época. Cada uno proponía nuevas formas de ver el mundo. El primer enunciado permitió imaginar que un movimiento no necesitaba esencialmente de fuerzas aplicadas para mantenerse, y el segundo permitió escapar de la idea aristotélica vigente por muchos siglos, de que el movimiento natural era el circular (que aparentemente se mantenía inalterable en los cuerpos celestes), dictaminando que el movimiento natural, con respecto al cual se decide si han debido o no actuar agentes modificadores (fuerzas), es el rectilíneo. Si aplicamos estos enunciados a las preguntas hechas al comienzo, encontramos las mismas respuestas que Galileo dio al problema en su época, según las cuales los experimentos consistentes en lanzar proyectiles y observar su movimiento no sirven para mostrar si la Tierra se mueve o no.

Según la Primera ley de Newton , “todo cuerpo en reposo que reciba una fuerza experimenta un cambio”.

Newton se basó en la teoría de Galilei (sin roce los cuerpos no se detienen) para establecer su Ley de la Inercia: “un cuerpo que se encuentra en reposo o con movimiento rectilíneo uniforme, tiende a mantener ese estado siempre que no sea afectado por algún tipo de fuerzas”.

Fuerza, masa y aceleración

La Segunda ley de Newton : Todos los objetos que en movimiento están variando continuamente su velocidad, adquieren aceleración.

El cambio de velocidad  de un cuerpo es producido por un desequilibrio entre las fuerzas que actúan sobre él. Esta aceleración  del objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre el. 
La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N . Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleración de 1 m/s2 , o sea, 
1 N = 1 Kg · 1 m/s2 

Tercera Ley de Newton o Ley de acción y reacción

Enunciada algunas veces como que "para cada acción existe una reacción igual y opuesta".

En términos más explícitos: La tercera ley expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza de igual intensidad y dirección pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo.

Dicho de otra forma, las fuerzas siempre se presentan en pares de igual magnitud, sentido opuesto y están situadas sobre la misma recta.Este principio presupone que la interacción entre dos partículas se propaga instantáneamente en el espacio (lo cual requeriría velocidad infinita), y en su formulación original no es válido para fuerzas electromagnéticas puesto que estas no se propagan por el espacio de modo instantáneo sino que lo hacen a velocidad finita "c".

Es importante observar que este principio de acción y reacción relaciona dos fuerzas que no están aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos aceleraciones diferentes, según sean sus masas. Por lo demás, cada una de esas fuerzas obedece por separado a la segunda ley.

Ver en Youtube:

http://www.youtube.com/watch?v=ywQRN29OL38

http://www.youtube.com/watch?v=D72eUnsUF8Y&feature=related