La masa y el peso son fáciles de confundir. La diferencia es más que algo que atormenta a los estudiantes que hacen la tarea: está a la vanguardia de la ciencia. Puede ayudar a los niños a entender esto revisando las unidades y discutiendo la gravedad, de dónde viene la masa y cómo actúan la masa y el peso en diferentes situaciones.

Masa versus peso

Una diferencia importante entre la masa y El peso es que el peso es una fuerza mientras que la masa no lo es. El peso se refiere específicamente a la fuerza que la gravedad aplica a un objeto. La masa refleja la cantidad de materia (es decir, electrones, protones y neutrones) que contiene un objeto. Podemos colocar una escala en la luna y pesar un objeto allí. El peso será diferente porque la fuerza de la gravedad es diferente. Pero la masa será la misma.

Unidades para masa y peso

En los Estados Unidos, las básculas domésticas y comerciales miden el peso en libras, una medida de la fuerza, mientras que en casi todos los demás países en el mundo, las escalas se miden en unidades métricas, como gramos o kilogramos (1,000 gramos). Aunque puede decir que algo "pesa" 10 kilogramos, en realidad está hablando de su masa, no de su peso. En ciencia, el peso se mide en Newtons, la unidad de fuerza, pero esto no se usa en la vida cotidiana.

Peso: fuerza debido a la gravedad

El peso es la fuerza con la que actúa la gravedad un objeto. Para convertir entre masa y peso, usa el valor de aceleración gravitacional g = 9.81 metros por segundo al cuadrado. Para calcular el peso, W, en Newtons, multiplicas la masa, m, en kilogramos por g: W = mg. Para obtener la masa del peso, divida el peso por g: m = W /g. Una escala métrica usa esa ecuación para darte masa, aunque el funcionamiento interno de la balanza responde a la fuerza.

Con los niños, es útil hablar sobre el peso en otro planeta, la luna o un asteroide. el valor de g es diferente, pero el principio es el mismo. Sin embargo, las fórmulas solo se aplican cerca de la superficie, donde la aceleración gravitacional no cambia mucho con la ubicación. Lejos de la superficie, necesitas usar la fórmula de Newton para la fuerza gravitacional entre dos objetos distantes. Sin embargo, no nos referimos a esta fuerza como peso.

Newton's Laws of Motion

La primera ley del movimiento de Newton establece que los objetos en reposo tienden a permanecer en reposo, mientras que los objetos en movimiento tienden a para mantenerse en movimiento La segunda ley de Newton dice que la aceleración, a, de un objeto es igual a la fuerza neta sobre ella, F, dividida por su masa: a = F /m. Una aceleración es un cambio en el movimiento, por lo que para cambiar el estado de movimiento de un objeto aplica una fuerza. La inercia, o masa, de un objeto resiste el cambio.

Gravitacional versus masa inercial

Porque la aceleración es una propiedad del movimiento, no importa, puedes medirla sin preocuparte por la fuerza o la masa . Supongamos que aplica una fuerza mecánica conocida sobre un objeto, mide su aceleración y de allí calcula su masa. Esta es la masa inercial del objeto. Luego arreglas una situación en la cual la única fuerza sobre el objeto es la gravedad, y otra vez mides su aceleración y calcula su masa. Esto se llama masa gravitacional del objeto. Los físicos se han preguntado por mucho tiempo si la masa gravitacional e inercial son verdaderamente idénticas. La idea de que son idénticos se llama principio de equivalencia y tiene importantes consecuencias para las leyes de la física. Durante cientos de años, los físicos han realizado experimentos sensibles para probar el principio de equivalencia. A partir de 2008, los mejores experimentos lo confirmaron a una parte en 10 billones.