Definición de Masa y Peso
La masa y el peso son dos magnitudes físicas que a menudo suelen confundirse, pero que en realidad son bastante diferentes.
Las magnitudes físicas son términos que pueden medirse con las herramientas adecuadas y se pueden representar con un número. Entre estas se encuentran el volumen, la masa, el peso, la velocidad, etc.
La masa se define como la cantidad de materia que tiene un cuerpo. Por su parte, el peso es la fuerza con la que la masa de los cuerpos son atraídos cuando se exponen a la gravedad.
¿Qué es la Masa?
La masa es la cantidad de materia que un cuerpo posee y se mide en kilogramos (kg). Es posible calcularla utilizando una báscula. Cabe recordar que la masa no es lo mismo que el peso. Aunque en la vida cotidiana utilicemos el kg como unidad de medida del peso, en realidad lo que estamos midiendo es la masa.
Como magnitud física, la masa indica la porción de materia que tiene cada cuerpo. Todo aquello que ocupa un lugar en el universo está hecho de materia y por ende tiene una masa. Esta magnitud es intrínseca, es decir, no depende de ningún factor externo, sino solo de su propia naturaleza.
¿Qué es el Peso?
El peso es la fuerza ejercida por la gravedad sobre la masa de un cuerpo. Así, el peso depende de dos factores: la masa y la gravedad. Su unidad de medida son los Newtons (N) y se puede determinar con la siguiente fórmula:
W = m × g
En esta fórmula W significa Weight (Peso en inglés), m se refiere a la masa y g a la gravedad. Lo que quiere decir que, para calcular el peso hay que multiplicar la masa por la gravedad.
A diferencia de la masa, el peso es extrínseco, es decir, depende de factores externos (masa y gravedad).
Finalmente, para medir el peso se utiliza un artefacto llamado dinamómetro.
¿Qué es la Gravedad?
La gravedad resulta de la atracción entre la masa de los cuerpos. Por ejemplo, esta fuerza rige el movimiento de los planetas y la caída de los cuerpos dentro de cada uno de estos. La gravedad no es la misma en todos los planetas, por lo que el peso de un cuerpo puede cambiar dependiendo de donde se encuentre.
Por ejemplo, la gravedad de la Tierra es de 9.8 m/s2 (metros por segundo al cuadrado), mientras que la gravedad de la Luna es de 1.62 m/s2.
Diferencia entre Masa y Peso
La principal diferencia entre la masa y el peso es que la masa es constante e independiente, mientras que el peso cambia.
La masa de una naranja siempre va a ser la misma, sin importar su entorno. Pero el peso de esa misma naranja no será el mismo en la Tierra que en la Luna. Esto sucede porque la fuerza de gravedad, o atracción de la masa de los cuerpos, es distinta en la Tierra y la Luna. De esta forma, la atracción entre las masas de la naranja y la Tierra es diferente a la de la naranja y la Luna.
Otra diferencia es la unidad de medida que, como se mencionó antes, para la masa es el kilogramo y para el peso es el Newton.
Relación entre Masa y Volumen
El volumen es la cantidad de espacio que ocupa un cuerpo para existir. Se mide en cm3 o en mililitros.
A la relación entre la masa y el volumen se le llama densidad. La densidad es otra magnitud física y mide que tan juntas o apretadas están las moléculas que conforman la materia de un cuerpo. Es por esto que dos objetos con la misma masa pueden tener diferente volumen.
Por ejemplo, 1 kg de algodón ocupa más espacio que 1 kg hierro, la masa es la misma pero el volumen es distinto porque el hierro tiene mayor densidad.
La densidad es igual a masa sobre volumen o p=m/v. Lo que quiere decir que debemos dividir la masa entre el volumen para sacar la densidad de un objeto. En este caso, la densidad del hierro es de 7.874 g/cm3 (gramos por centímetro cúbico), mientras que la densidad del algodón es de 1.540 g/cm3. En otras palabras, un centímetro cúbico de hierro tiene una densidad de 7.87 gramos, mientras que un centímetro cúbico de algodón tiene una densidad de apenas 1.54 gramos.
Relación entre Peso y Volumen
A la relación entre el peso y el volumen se le llama peso específico. El peso específico es una característica de los materiales, no de los cuerpos. Es decir, no se puede medir el peso específico de un ser humano, pero sí de la madera, el hierro, el yeso, etc.
El peso específico es el resultado del peso sobre el volumen de un material y se cálcula como Pe=w/v (w es peso y v es volumen).
Ejemplos de la relación entre Masa y Peso
Si medimos una bolsa de harina en una báscula y el resultado es de 1 kg, la cantidad de materia que tiene la harina es de un 1 kg. Lo que quiere decir que tiene una masa de 1 kg.
Para calcular el peso de la misma bolsa de harina, debemos multiplicar 1 por 9.8 m/s2 (metros por segundo al cuadrado):
1 × 9.8 m/s2 = 9.8 N (Newtons)
El peso de la bolsa de harina en la Tierra es de 9.8 N. Sin embargo, si quisiéramos calcular el peso de la bolsa de harina en la Luna, tendríamos que multiplicar 1 kg por la gravedad de la Luna.
La gravedad de la Luna es de 1.62 m/s2.
1 × 1.62 m/s2 = 1.62 N
Es la misma bolsa de harina, pero su peso cambia dependiendo del lugar donde se encuentra. Sin embargo, su masa sigue siendo la misma.
Como segundo ejemplo, analicemos lo que pasa con una caja que tiene 2.20 kg de masa.
Para calcular su peso en la Tierra, debemos multiplicar 2.20 por 9.8 m/s2. Lo que daría un resultado de 21.56 N.
Pero si quisiéramos calcular el peso de la caja en Marte, tendríamos que multiplicar 2.20 por 3.721 m/s2, que es la fuerza de gravedad de Marte. Lo que daría un resultado de 8.1862 N.
Y, claramente, la masa de la caja seguiría siendo de 2.20 kg, tanto en la Tierra como en Marte, pero su peso es menor en Marte que en la Tierra.