El peso es una medida de fuerza, mientras que la masa es una medida de inercia. Mucha gente usa estas dos palabras indistintamente. Esto, sin embargo, no es el caso. Podemos ayudarlo a investigar las numerosas distinciones entre masa y peso.
Para cambiar la velocidad o la dirección de un objeto, se requiere una fuerza. Si dejas caer algo desde una gran altura, caerá hacia la superficie de la tierra. El planeta gira alrededor del Sol y la luna gira alrededor de la tierra. Debe haber alguna fuerza operando sobre objetos, planetas y otros cuerpos celestes. Isaac Newton señaló que la misma fuerza es responsable de todos estos. Esta fuerza se llama fuerza gravitacional.
Masa
La masa se define como la medida de la cantidad de materia presente en un cuerpo. La masa del cuerpo sigue siendo la misma en todas partes, independientemente de la ubicación. Así, la masa se refiere tanto a la propiedad de un cuerpo físico como a la medida de la resistencia del objeto a la aceleración cuando aplicamos una fuerza neta.
La inercia de un objeto se mide por su masa, es decir, la masa de un objeto es la medida de su inercia. Cuando la masa del cuerpo aumenta, también habrá un incremento en la inercia.
La masa del cuerpo no cambia con el lugar. Ya sea que un objeto esté en la tierra, la luna o incluso en el espacio, su masa permanece constante. Como resultado, la masa de un objeto es constante y no varía con su ubicación.
La fórmula para calcular la masa de un objeto es:
Masa (m) = Volumen (V) × Densidad (ρ)
o
m = V × ρ
Es una cantidad escalar y su unidad SI es el kilogramo (kg) .
La masa de un objeto medida usando una balanza ordinaria, una balanza de barra o una balanza digital.
Instrumento que mide la masa de un objeto.
Peso
El peso de un objeto se define como la medida de la cantidad de fuerza que actúa sobre la masa debido a la atracción de la gravedad. El peso es la medida de la fuerza. Por lo tanto, el peso variará según la ubicación.
La tierra atrae cada elemento con una fuerza que es proporcional a la masa del objeto (m) y la aceleración de la gravedad (g). La fuerza que tira de un objeto hacia la tierra se conoce como su peso.
Es una cantidad vectorial . Tiene la magnitud y se dirige hacia el centro de la Tierra u otra gravedad.
La unidad SI de peso es Newton, que es lo mismo que la unidad SI de fuerza (N).
Peso de un objeto medido con una balanza de resorte.
Aceleración debida a la gravedad (g): Cada vez que un objeto cae hacia la tierra, experimenta una aceleración. La fuerza gravitacional de la tierra es responsable de esta aceleración. Esta aceleración se conoce como la aceleración debida a la gravedad. Se denota por g . La unidad de g es ms –2 , que es la misma que la unidad de aceleración.
Fórmula para el peso
Todo es atraído hacia la tierra con cierta fuerza y esta fuerza depende de la masa (m) del objeto y de la aceleración debida a la gravedad (g).
La Fuerza se puede expresar como,
F = metro × un
donde, m es la masa de un objeto y a es la aceleración del cuerpo.
es decir
F = metro × gramo
El peso de un objeto se define como la fuerza de atracción de la tierra sobre él y se representa por W.
Entonces la expresión se puede escribir como,
ancho = metro × gramo
El peso es una fuerza que actúa hacia abajo que tiene tanto magnitud como dirección, por lo que es una cantidad vectorial.
La distancia entre un punto en el ecuador y el centro de la tierra y la distancia entre el punto en el polo norte y el centro de la tierra.
La forma de la tierra parece esférica, pero es un elipsoide de forma irregular. La distancia entre un punto en el ecuador y el centro de la tierra es mayor que la distancia entre el punto en el polo norte y el centro de la tierra. De la expresión anterior se observa que la aceleración de la gravedad (g) es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre el objeto y la tierra, un objeto colocado en el Polo Norte tendría más peso que el peso en el ecuador. Por lo tanto, como la masa permanece constante pero la aceleración debida a la gravedad varía de un lugar a otro, el peso de un objeto también puede variar de un lugar a otro sobre la superficie terrestre.
Peso de un objeto en la luna: El peso de un objeto en la tierra es la fuerza con la que la tierra atrae al objeto. De manera similar, el peso de un objeto en la luna es la fuerza que atrae ese objeto a la luna. La luna tiene una masa que es menor que la de la tierra. Como resultado, la luna tiene menos atracción por los objetos.
Pregunta de muestra
Problema 1: La Masa de un objeto es de 10 kg. ¿Cuál es su peso sobre la tierra?
Solución:
Dado que,
La masa (m) = 10 kg
La aceleración de la gravedad (g) = 9,8 ms –2
La expresión del peso es
ancho = metro × gramo
Sustituye los valores en la ecuación anterior.
W = 10 kg × 9,8 ms -2 = 98 N
Por lo tanto, el peso del objeto es de 98 N.
Problema 2: Un objeto pesa 10 N cuando se mide en la superficie de la tierra. ¿Cuál sería su peso cuando se mide en la superficie de la luna?
Solución:
Dado,
El peso de un objeto en la tierra es de 10 N.
Relación entre el peso de un objeto en la tierra (W e ) y el peso de un objeto en la luna (W m )
W m = (1⁄6)×W e
Sustituye el valor en la expresión anterior.
ancho m = (1⁄6)×10 norte
W m = 1,67 N
Así, el peso del objeto sobre la superficie de la luna sería de 1,67 N.
Problema 3: ¿Cuáles son las diferencias entre la masa de un objeto y su peso?
Solución:
La diferencia entre la masa y el peso es la siguiente,
Masa Peso La masa de un objeto nunca puede ser cero. Cuando no hay gravedad actuando sobre un objeto, como en el espacio, el peso puede ser cero. La masa es una propiedad de la materia. La masa de un objeto es constante en todas partes. El efecto de la gravedad tiene un impacto en el peso. Con mayor o menor gravedad, el peso aumenta o disminuye. La masa es una cantidad escalar. Sólo tiene magnitud, no dirección. El peso es una cantidad vectorial. Tiene tanto magnitudes como dirección. La masa se mide comúnmente en kilogramos (kg) y gramos (g). El peso se mide en Newtons (N). La masa de un objeto no cambia con su posición. El peso de un objeto cambia con su posición. La masa de un objeto medida usando una balanza ordinaria. Peso de un objeto medido usando una balanza de resorte.
Problema 4: ¿Cuál es la relación entre el peso de un objeto en la tierra y el peso de un objeto en la luna?
Solución:
La masa de la tierra es 5,98 × 10 24 kg.
La masa de la luna es 7.36×10 22 kg.
El radio de la tierra es 6.37×10 6 m.
El radio de la luna es 1.74×10 6 m.
Sea m la masa de un objeto, W m el peso sobre la luna, M m la masa de la luna y R m su radio .
De la ley universal de la gravitación, la expresión para el peso del objeto en la luna es
W m = (GM m m)/(R) 2
Sustituye los valores en la expresión anterior.
W m = (G 7,36×1022 kg m)/(1,74×10 6 m) 2 …….(1)
Sea W e el peso del mismo objeto sobre la tierra , la masa de la tierra es M y su radio es R, entonces la expresión para el peso del objeto sobre la tierra es
W e = (GM m)/(R) 2
Sustituye los valores en la expresión anterior
W e = (5,98 × 1024 kg·m)/(6,37 × 10 6 m) 2 ……..(2)
Divida la ecuación (1) y (2),
W m /W e = 2,431 1010/1,474 1011
= 0,165
≈ 1/6
o
W m = (1⁄6)×W e
Problema 5: ¿Cómo llamamos a la fuerza gravitacional entre la tierra y un objeto?
Solución:
La fuerza de gravedad entre la tierra y el objeto se llama peso. También es igual al producto de la aceleración debido a la gravedad y la masa del objeto.
ancho = metro × gramo,
dónde,
m es la masa del objeto,
g es la aceleración de la gravedad y su valor en la tierra es de 9,8 m/s 2 .
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Artículo escrito por anoopraj758 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA