Las personas que vigilan su peso pueden afirmar que las escalas no mienten, pero lo que le dicen a una persona es, como mínimo, un nombre inapropiado. El peso, en términos físicos, es en realidad una fuerza
: la fuerza de la gravedad que actúa sobre una masa. La unidad de fuerza SI es Newtons (N). La masa, por otro lado, es una medida de la cantidad de materia en un objeto. La unidad de masa del SI es el kilogramo (kg).

Entonces, lo que la báscula realmente debería mostrar a una persona que busca su peso es un valor en Newtons
. Para los estudiantes de física exigentes que quieren aproximarse a esto por sí mismos; sin embargo, lo siguiente funciona: simplemente multiplique los kilogramos que la báscula da por 10 (o las libras por 4.5).
¿Cuál es la diferencia entre masa y peso?

En pocas palabras, la diferencia principal entre masa y peso es que la masa es una propiedad fundamental de un objeto y el peso no lo es. La masa no cambia sin importar dónde se encuentre un objeto hasta que se le agregue o reste la materia. Un elefante de 2,300 kg es de 2,300 kg en el planeta Tierra, la luna y en el medio del espacio.

El peso, por otro lado, depende de la ubicación, ya que la fuerza gravitacional que actúa sobre la masa es diferente en diferentes ubicaciones. . Un elefante de 2,300 kg tiene un peso de aproximadamente 23,000 N en la superficie de la Tierra, pero solo alrededor de un sexto de ese peso en la luna y, si el elefante se depositó en el espacio profundo, lejos de la influencia de cualquier gravitación no tendría peso en absoluto.

Otra distinción importante entre masa y peso que se deduce de sus definiciones es que la masa es un valor escalar , ya que no hay una dirección asociada con un valor en kilogramos, mientras que el peso es un vector de fuerza .
El peso de un objeto siempre se dirige de la misma manera que la gravedad tira de él.

La masa técnicamente es una medida cuantitativa de la inercia de un objeto, o "its resistance to motion.", 3, [[Cuanto más masivo es un objeto, menos se ve afectado por las fuerzas que actúan sobre él.
Peso: la fuerza de la gravedad

Como cualquier fuerza, el peso se puede calcular utilizando la ecuación de fuerza gravitacional:

F _{grav \u003d mg}

Donde g
es la aceleración debida a la gravedad cerca de la superficie de la Tierra: g \u003d
9.8 m /s ^{2. Cualquier objeto que caiga en cualquier parte del planeta cae hacia el centro de la Tierra a una velocidad cada vez mayor: 9.8 m /s más rápido cada segundo que el segundo anterior.}

Esta fórmula explica por qué multiplicar la masa en kg por 10 ( o en libras por 4.5, para dar cuenta de la primera conversión a la unidad SI de kg) da una aproximación rápida del peso "real" de una persona.

En otra parte del universo, el valor de g
es diferente, ya que la aceleración debida a la gravedad es el resultado del campo gravitacional local de un cuerpo grande. En el pequeño planeta Mercurio, por ejemplo, g
es solo 3.7 m /s ^{2. Debido a que eso es solo alrededor del 38 por ciento de g
en la Tierra, cualquier cosa en Mercurio pesa solo alrededor del 38 por ciento de lo que hace en la Tierra.
Peso aparente}

Como definición estricta, un objeto El peso en el mismo campo gravitacional no cambia. Ya sea que una persona suba o baje en un elevador, el mismo g
está acelerando el mismo m
, por lo que F _{gravedad, o peso, ser el mismo.}

En realidad, hay pequeñas diferencias en el valor de g
en diferentes lugares alrededor de un cuerpo grande, como en el Polo Norte versus el Ecuador en la Tierra, o en el interior versus en la superficie del sol. Pero aproximar un valor constante para todas partes en un campo gravitatorio suele ser suficiente para los estudiantes de física.

Dicho esto, los pasajeros observadores de los ascensores pueden haber notado que a veces se sienten más pesados o más livianos de lo normal en diferentes puntos en el paseo Sus aparentes
pesos
están cambiando porque sus cuerpos tienen inercia, o se resisten a los cambios en su movimiento.

Cuando un elevador comienza a elevarse, sus cuerpos están quietos y resistiendo movimiento hacia arriba, haciéndolos sentir más pesados por un momento hasta que se ajusten al movimiento. Lo contrario es cierto por un momento cuando el elevador comienza a descender. Sin embargo, en ningún momento el peso real de la persona cambió


Básculas en un elevador acelerador

¿Qué pasa con la lectura de la báscula para las mismas personas que suben y bajan del elevador? Aquí nuevamente, la escala puede parecer mentirosa, pero esta vez no simplemente con un nombre inapropiado.

La escala opera midiendo la fuerza neta que actúa sobre ella. Cuando todavía está en el piso del baño, toda la fuerza neta en la báscula proviene de la fuerza de la gravedad que empuja el cuerpo parado sobre la báscula hacia abajo. Pero en un elevador acelerador ,
cuando el elevador comienza a acelerar o desacelerar, la aceleración total de la masa en la báscula no es solo de g
sino también del movimiento del elevador .

Si el elevador está acelerando hacia arriba en la dirección opuesta a g
, la aceleración neta será ligeramente menor que g
, lo que dará como resultado una fuerza neta ligeramente menor ( ya que F _{net \u003d ma
y suponiendo que la aceleración del elevador es menor en magnitud que g
). Por lo tanto, la escala mostrará un número menor que cuando todavía está. Por el contrario, al acelerar hacia abajo, hay aceleración adicional
en la dirección de g, lo que resulta en una fuerza neta mayor en la escala, y mostrará un número mayor.}

Tenga en cuenta que esto es solo cierto cuando el elevador está acelerando
. A una velocidad constante hacia arriba o hacia abajo (¡lo que la mayoría de los pasajeros pueden esperar!), La aceleración neta y, por lo tanto, la fuerza neta no difiere de la escala que no se mueve en el piso del baño.
Escalas en una pendiente

Otra forma fácil de "perder peso" al instante es colocar una balanza en una pendiente en lugar de en el piso. Dibujar un diagrama de cuerpo libre de las fuerzas en la escala, y comprender cómo funciona la escala, revela por qué esto es cierto.

Nuevamente, la escala funciona al registrar la fuerza de gravedad que actúa sobre ella en la escala . La fuerza de gravedad siempre se dirige hacia el centro de la Tierra. Cuando la báscula está plana en el piso del baño, esta está directamente hacia abajo a 90 grados.

Sin embargo, cuando la báscula está inclinada, por ejemplo, sentada en una rampa a 20 grados, la fuerza de gravedad es no más largo perpendicular a la escala
. Resolver la fuerza de la gravedad en sus componentes revela que el componente perpendicular, el que va directamente a la escala y, por lo tanto, sirve como la fuente de la lectura de la escala, es menor que la fuerza de gravedad total. Por lo tanto, la báscula muestra un número menor cuando está inclinado que cuando está plano sobre el piso.
¿Por qué saber la diferencia en materia de masa versus peso?

¡La masa y el peso no son intercambiables en física! Muchas ecuaciones y conceptos dependen de la masa de un objeto o de las masas de varios objetos. El peso es solo un concepto útil en situaciones de física newtoniana, como analizar las fuerzas en las situaciones descritas aquí.