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6. Masa y Peso

La confusión que existe alrededor del uso de las palabras masa y peso es tan común, que en la jerga cotidiana sólo empleamos la palabra peso; y si algún personaje en la calle usa el término masa, es altamente probablemente que esté hablando de masa de pan, o masa de otra cosa. Cuando una persona habla de masa, muchas veces se refiere a una cantidad de alguna materia que no tiene forma específica. El concepto de masa en física se aplica a todo lo que podemos percibir en la naturaleza.

De la forma más intuitiva posible, masa es la cantidad de materia presente en un objeto. Esto para un físico de partículas o un cosmólogo puede no ser una verdad absoluta, y nos podrían tratar de hablar de energía u otras cosas. Pero en física todo es un modelo para expicar la naturaleza y esta explicación es adecuada y verás al menos para el lego.

Entonces, cuando una persona habla de peso, intuitivamente está hablando de la cantidad de materia de que está compuesto: “Ese señor debe pesar mucho, se ve muy gordo y grande”. El peso se asocia entonces intuitivamente a la cantidad de materia presente.

La diferencia entre estos dos términos es simple: mientras usted no esté expuesto a algún fenómeno que modifique su materia, su materia será la misma en cualquier parte del universo, pero su peso será diferente a medida que cambie su posición en el universo. Esto indica que la distancia tiene que ver en este asunto.

Voy a mostrar el término peso desde otra perspectiva: usted pesa con respecto a otra masa. O de otro modo, su masa pesa con respecto a otras masas. Su peso es simplemente la relación de su masa con otras masas, de modo que usted pesa dependiendo de a qué masa se refiera y que tan distante esté de esa masa.
Su peso en el planeta tierra es su relación con el planeta estando en la superficie, de modo que usted no pesa, pero sí tiene masa y podríamos encontrar su relación en peso con el planeta. A medida que cambie su distancia al centro de la tierra, cambiará su relación, que es su peso. Si sube al monte Everest, pesará menos que si se queda en la superficie al borde del mar.

La masa de un objeto se mide en Kilogramos bajo el sistema internacional de unidades, y su símbolo es Kg.

La relación peso se define como la fuerza que se ejerce sobre una masa en presencia de un campo gravitacional. Un campo gravitacional podemos modelarlo y pensarlo entonces como la fuerza de atracción entre dos masas. De ese modo, si usted está en presencia de una gran masa, como un planeta por ejemplo, esa gran masa ejercerá una fuerza de atracción sobre usted que lo “tira” hacia el centro de ese gran objeto. Entre más tire de usted, más pesará. Pero el planeta también pesa en su presencia, algo totalmente despreciable en la práctica dada la diferencia de masas.

La experiencia y los experimentos con cuerpos en la superficie de la tierra, muestran que la la atracción que ejerce la tierra sobre cualquier objeto, provoca cambios en el movimiento de los objetos, que hacen que su velocidad debida a la gravedad sea de 9.8 m por segundo y que cambie cada segundo en esa cantidad, lo que indica que en presencia de un campo gravitacional, un cuerpo se acelera.
Note que si se deja caer una moneda desde un edificio, la gravedad hace que se mueva de cero hasta 9.8 metros en el primer segundo; en ese instante, la moneda recibe el mismo empuje que hace que el cuerpo incremente su velocidad a partir de la que ya tiene. El cuerpo caerá mas y más rápido cada segundo. La aceleración en la Tierra debida a este fenómeno de atracción de masas es de 9.8 m/s2. La Fuerza es entonces, según una de las ecuaciones de Newton, es F = m x g, que dice que una masa en presencia de la gravedad, equivale una fuera directamente proporcional a esos valores.

de modo que

F = masa[kg] x 9.8 m/s2.

El peso que se le da a una persona es realmente su masa, de modo que para hallar su verdadero peso, tendríamos que multiplicar ese valor por la gravedad.

Entonces, si una persona dice que “pesa” 49 kg, sólo faltaría multiplicar por la gravedad para obtener la Fuerza, en unas unidades que se denominan Newtons.

F 49kg.m. x 9.8 m/s2.

F 480.2 kg. m/s2

Las unidades [kg. m/s2] se llaman Newtons, en honor al origen de la fórmula.

Pero esa misma persona pesaría diferente en otros lugares del universo. Por ejemplo, si tomamos como referencia el campo gravitacional terrestre, esa misma persona pesaría un 38% en Mercurio (132.47 Newtons), un 90.5% en Venus (434.58 Newtons), etc.

El concepto de masa es muy importante en astronomía y en general en física, y para efectos prácticos asumiremos que la masa es una medida de cantidad de materia en forma de átomos presente en un objeto. Digamos que si su masa es mayor, más protones y neutrones hay en su cuerpo y la suma de todos ellos es su masa. No importa que extraterrestre  y extraño sea, las partículas atómicas tienen la misma masa en cualquier parte del universo.

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