¿Cuál es la diferencia entre masa y peso?

Es fácil usar los términos "masa" y "peso" indistintamente en una conversación informal, pero no se refieren en absoluto a los mismos conceptos.

Solo los cambiamos tan libremente porque estamos tan acostumbrados a discutir estos asuntos aquí en la Tierra. Sin embargo, a medida que continuamos enviando cosas al espacio, ya sea carga para la Estación Espacial Internacional, Tesla Roadsters o, eventualmente, tal vez, colonias a Marte, debemos comenzar a apreciar que la masa y el peso son medidas de dos cosas diferentes.

Un problema pesado o masivo

La diferencia entre masa y peso, en su nivel más fundamental, es contextual. El peso es algo que cambiará, dependiendo de su ubicación en el universo, mientras que la masa es la cantidad de materia en un cuerpo, y esto no cambia dependiendo de dónde se encuentre, salvo la adición o sustracción de materia o energía.

Probablemente fue tan claro como el barro. Dejame explicar.

El peso cambia porque en realidad no es una medida tuya, sino una medida de la fuerza hacia abajo que la gravedad ejerce sobre ti. Es por eso que pesas menos en la luna que en la Tierra, pesas más en Júpiter y no pesas nada en el espacio. La atracción gravitacional de estas áreas es simplemente diferente, y eso cambia su peso. Si bien hablamos del peso en libras (lb) o kilogramos (kg), debe medirse en newtons (N), la unidad estándar de fuerza.

La masa, por otro lado, es constante y es la suma total de toda la materia que constituye un cuerpo. Un objeto tiene la misma masa donde sea que esté, independientemente de la gravedad local. La masa se representa en kilogramos, que a su vez se pueden convertir en unidades como libras, onzas, piedras, etc.

Una balanza digital en realidad determina la cantidad de fuerza ejercida sobre ella y luego calcula su masa. (Foto: Jan H Andersen / Shutterstock)

(Algunos de ustedes pueden estar a punto de discutir con nosotros acerca de que las libras también son una medida de fuerza, así como una medida de masa, pero esto es oficialmente incorrecto. Sí, las libras pueden usarse como una medida de fuerza, pero el Instituto Nacional de EE. UU. de Estándares y Tecnología identifica la libra como una medida de masa, y no vamos a discutir con ellos. Dirija sus correos electrónicos frustrados, mensajes de Facebook y tweets a Walter Copan, el actual Subsecretario de Comercio de Estándares y Tecnología que dirige hasta el NIST.)

Para determinar el peso de algo, al menos aquí en la Tierra, es una expresión matemática simple: W = mg. W es peso, m es masa y g es la fuerza gravitacional local. Aquí en la Tierra, g es 9.8 newtons. Simplemente multiplique la masa de algo en kilogramos por 9.8 y tendrá su peso.

Entonces, por ejemplo, el hombre estadounidense promedio, según los datos recopilados por los Centros para el Control de Enfermedades (CDC) entre 2011 y 2014, tiene una masa / "peso" de casi 196 libras. Eso se convierte a 89 kilogramos. Entonces 89 veces 9.8 y obtienes 792 newtons, el peso real promedio de un hombre estadounidense.

Por cierto, una báscula de baño electrónica le da su "peso" al medir la fuerza ejercida sobre un sensor de presión. Cuanta más fuerza ejerce (es decir, más masa tiene), se genera más corriente eléctrica. La corriente se mide y se convierte en una unidad que representa su masa / "peso". Eso es lo que aparece en la pantalla antes de salir de la báscula.

Amasar la masa en el espacio

Ahora, nadie va a corregirlo cuando dice que pesa cuantas libras pese en lugar de usar newtons. Todos los objetos en la Tierra tienen tanto un peso como una masa, y la medición de uno es casi exactamente proporcional al otro, por lo que usarlos indistintamente en este planeta está bien en cada conversación diaria.

Sin embargo, a medida que avanzamos en el espacio, la masa, no el peso, se vuelve mucho más importante. Empacar cosas en una nave espacial es una cuestión de masa porque el peso del artículo cambiará dependiendo de dónde se encuentre. Las cajas de complejos de hábitat para una colonia marciana tendrán un peso diferente cuando se lancen desde la Tierra que cuando finalmente aterricen en Marte. Su masa seguirá siendo la misma, y ​​eso es importante saber para cosas como la aceleración.

Además, descubrir la masa de algo en el espacio es diferente que en un planeta, ya que no hay gravedad que tire del objeto. Para calcular la masa de algo en el espacio, usa lo que se llama equilibrio inercial, un dispositivo que vibra o se balancea a medida que se mide algo. Este proceso de determinar algo en masa implica rastrear la tasa de oscilación cuando un objeto se coloca en la balanza. Cuando agrega más masa al balance, oscilará más lentamente; Si elimina la masa, oscilará más rápidamente. Conocer la cantidad de tiempo que lleva completar un determinado período de oscilaciones lo ayudará a determinar la masa del objeto.

El siguiente video muestra cómo funciona este proceso en la Estación Espacial Internacional utilizando un astronauta real.

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