Cómo calcular la cantidad de materia en un objeto

Masa = materia. Pesar un objeto lo acercará bastante a su masa, si tiene una báscula precisa y conoce la conversión entre peso y masa. El peso es la fuerza de la gravedad, que actúa sobre una masa.

Editar: volví unos meses más tarde para otro punto de vista.
He pensado en esto un poco más. No puedes simplemente “calcularlo”.
Deberá hacer al menos dos o tres de estas cosas:

  • Haz un experimento
  • Consulte una fuente de referencia
  • Tomar una medida
  • Hacer un calculo

Aquí hay tres más:
1. Quemar la masa, capturar toda la energía producida, medirla, buscar la energía de combustión por mol, convertirla en masa
2. Mida el volumen del objeto, determine el material, busque su densidad, calcule su masa.
3. Empuje el objeto con una fuerza conocida sobre una distancia conocida y mida su velocidad final. Luego puedes calcular su masa.

La próxima vez que pase por la sección de productos en el supermercado, deténgase y admire esta maravilla de la ingeniería moderna:


Es una báscula y “calcula” la masa de objetos para usted. La masa es la medida estándar de la cantidad de materia en un objeto. La escala funciona logrando un equilibrio de dos fuerzas: la fuerza de gravedad hacia abajo y la fuerza hacia arriba de un resorte.

La fuerza de la primavera está dada por la ley de Hooke:

[matemáticas] F_ {primavera} = kx [/ matemáticas]

donde [matemática] x [/ matemática] es el desplazamiento hacia abajo de la escala y [matemática] k [/ matemática] es una constante determinada por el resorte particular que se está utilizando. Esencialmente, a medida que se baja la escala, el resorte la vuelve a subir con una fuerza proporcional al desplazamiento.

La fuerza de gravedad de un objeto cerca de la superficie de la Tierra está dada por

[matemáticas] F_ {gravedad} = -mg [/ matemáticas]

donde [matemática] m [/ matemática] es la masa, [matemática] g \ aproximadamente 9.81 [/ matemática] metros por segundo por segundo es la aceleración gravitacional y el signo menos es porque la fuerza es hacia abajo. Como es de esperar, la fuerza gravitacional es proporcional a la masa del objeto.

Entonces, cuando establece su objeto en la escala, la escala cae cierta distancia hasta que alcanza una posición de equilibrio [matemática] x_0 [/ matemática], donde la fuerza total es cero,

[matemáticas] F_ {primavera} + F_ {gravedad} = k x_0 -mg = 0 [/ matemáticas]

Entonces, dada la constante de primavera [math] k [/ math] (tendrás que pedirle eso al gerente de la tienda), la masa del objeto es

[matemáticas] m = \ frac {k x_0} {g} [/ matemáticas]

Esta es la forma estándar de encontrar la masa de los objetos.