¿Por qué 1 kg se define por el peso de un objeto físico?

Los expertos en normas están de acuerdo contigo. El problema es encontrar un estándar apropiado para definirlo. Actualmente están trabajando en técnicas para construir esferas perfectas, de un diámetro conocido, de silicio puro. Estos contendrían un número conocido de átomos, y podríamos definir el kilogramo en términos de tales esferas. Pero todavía están trabajando en la tecnología para producir esas esferas de forma repetible, de modo que un laboratorio pueda crear una nueva esfera a partir de sus propios recursos en lugar de tomar prestada la esfera maestra.

Si tiene una mejor manera de hacerlo, estoy seguro de que a muchos especialistas en medición les encantaría saberlo.

De hecho, la definición actual es imprecisa y no muy “física”. Y eso es exactamente por qué el kilogramo nos va a definir de una nueva manera.

Bajo la redefinición propuesta de unidades de base SI, el kilogramo se redefinirá así:

Definición propuesta : el kilogramo, kg, es la unidad de masa; su magnitud se establece fijando el valor numérico de la constante de Planck para que sea exactamente igual a 6.62606X × 10 ^ −34 cuando se expresa en la unidad s − 1 · m2 · kg, que es igual a J · s.

No más comparar la masa con el prototipo internacional que sigue cambiando lentamente con el tiempo.

PD: Debería hacer trampas. El kilogramo no se define a través del peso del prototipo sino de su masa .

La masa es un concepto que se desarrolló como una abstracción del peso. Hay dos formas en que podríamos definir la masa, y solo dos formas que realmente tienen sentido y que realmente miden la masa directamente. Uno es por peso, que es proporcional a la masa, y el otro es por inercia; Los objetos con masa grande son más difíciles de acelerar o desacelerar que los objetos con masa más pequeña.

De estas dos opciones, hemos optado por la más conveniente para definir la masa.

Cuando se trata de peso, tenemos una larga historia de lidiar con eso. El peso siempre ha sido de vital importancia para nosotros. Nos importa cuánto pesan las cosas y nos importa cuánto pesan en la luna cuando alguien viaja allí. Queremos una definición de peso que funcione donde vivimos principalmente, pero que sigue funcionando cuando nos alejamos de la Tierra, cuando el peso cambia sin cambiar de masa.

Necesitamos el concepto de peso. Como vivimos principalmente en la superficie de la Tierra, tiene sentido definir la masa y el peso de una manera que los haga equivalentes en la superficie de la Tierra.

La definición de un kilogramo se estableció en un cubo de decímetro de agua en su mayor densidad. Este es el valor de 1792 (que da 18,841 granos de París), y el valor revisado de 1798 (que da 18,827.15 de lo mismo). Entonces se echó un prototipo para que coincida con este peso, dado que la libra de París es 9216 del mismo grano.

El kilogramo fue lanzado nuevamente en 1866 a un nuevo estándar, basado en las experiencias aprendidas del incendio de 1833 (que destruyó los estándares del sistema imperial). Se distribuyeron copias de esto, una vez que se determinaron las diferencias en microgramos.

El estándar se mantiene en una cámara sellada debajo de tres campanas, pero no es lo mismo, acumula algo de peso. En la práctica, solo podemos confiar en ocho dígitos de decimales en los cálculos de peso, después de lo cual debemos suponer que los valores de gravedad en los dos brazos de la balanza son diferentes.

Es solo hasta la invención de balanzas de vatios de gran peso que somos capaces de medir fuerzas del tamaño de kg derivadas de corrientes eléctricas exactas, en la medida en que podamos establecer el kilogramo de alguna manera diferente.

La propuesta de 1995 hace exactamente eso, y simplifica enormemente el lenguaje de las definiciones.

En física, 1 kg no está definido por su peso. ¿Estás haciendo una pregunta sobre la definición en inglés? Eso es algo diferente (y bastante arbitrario).

Sí, la masa se puede definir de diferentes maneras. Por ejemplo, uno puede medir su peso pero luego necesita la aceleración de la gravedad en el lugar de la medición. La masa solo se conocerá y también se conocerá la aceleración de la gravedad.

O puede configurar un dispositivo giratorio que haga girar la masa a una frecuencia de rotación exacta y una distancia desde el centro, mida la fuerza centrífuga.

Etc.

Se define por su masa, no por su peso. Por supuesto, en un campo de gravedad uniforme, esos dos pueden considerarse iguales, pero técnicamente no lo son. Además, cada una de las dos definiciones que sugiere en sus ejemplos son efectos secundarios que dependen de la masa.

La Junta Internacional de Pesos y Medidas redefinió el kilogramo en 1960, según Wikipedia: “La motivación para el desarrollo del SI fue la diversidad de unidades que habían surgido dentro de los sistemas CGS y la falta de coordinación entre las diversas disciplinas que los usé La CGPM, establecida por la Convención del Metro de 1875, reunió a muchas organizaciones internacionales no solo para acordar las definiciones y estándares del nuevo sistema, sino también para las reglas para escribir y presentar mediciones de manera estandarizada en todo el mundo. ”

Antes de eso, un gramo se definía de esta manera: “el peso absoluto de un volumen de agua pura igual al cubo de la centésima parte de un metro, y a la temperatura de fusión del hielo”.

“El medidor se definió originalmente en 1793 como una diezmillonésima parte de la distancia desde el ecuador hasta el Polo Norte. En 1889, se redefinió en términos de una barra de medidor prototipo (la barra real utilizada se cambió posteriormente dos veces). En 1960, el medidor se redefinió en términos de un cierto número de longitudes de onda de una determinada línea de emisión de criptón-86. En 1983, se adoptó la definición actual … Ahora se define como “1,65, 763.73 longitudes de onda de la línea de emisión naranja-roja en el espectro electromagnético del átomo de criptón-86 en el vacío” (todas las citas de Wikipedia. )

“Por qué” cuando se trata de estandarización puede ser bastante resbaladizo. El cubo de cm de agua me pareció accesible cuando lo escuché por primera vez, aunque basar el estándar del medidor en la distancia del Polo al ecuador, o un estándar físico bloqueado o la longitud de onda de un tipo particular de luz. ser cualquier cosa menos accesible.

El peso del pozo se define como:

[matemáticas] \ vec {F} = m \ cdot \ vec {g}, [/ matemáticas]

donde [math] \ vec {F} [/ math] es la fuerza gravitacional que actúa sobre la masa [math] m [/ math] con la constante de proporcionalidad [math] \ vec {g} [/ math]. Puedes pensar en esta ecuación como:

peso = masa por constante de gravitación.

También mencionaste la presión. La presión se define como:

[matemáticas] P = \ frac {F} {A}. [/ matemáticas]

Donde [math] A [/ math] es un área donde la fuerza [math] F [/ math] está actuando. Entonces, para calcular la presión, debe calcular la fuerza (peso gravitacional). ¿Ves la lucha?

Vayamos a la resistencia eléctrica. Bueno, no hay absolutamente ninguna definición de peso en combinación con la fuerza electromagnética.

Entonces, ¿podemos decir algo sobre la energía relacionada con la masa de un objeto, ya sea con radiación o cualquier otra cosa?

Seguro:

[matemáticas] E _ {\ text {total}} = \ sqrt {(m_0 c ^ 2) ^ 2 + (pc) ^ 2} [/ matemáticas].

Puedes seguir y seguir. Pero llegará al punto, donde preguntará:

¿Existe una relación entre la gravitación y las otras fuerzas?

Pero esta es una pregunta bastante difícil y en realidad es el interés de investigación de muchos físicos.

Tal vez solicitó la unidad de masa atómica y se confundió con la terminología de peso y masa. Si leyó ese artículo, también puede leer este Redefinición propuesta de unidades base SI.