¿Por qué los valores de masa y peso son iguales en la tierra?

La respuesta más simple es porque nuestras unidades de peso actuales se basan en la masa, habiéndose redefinido a partir de sus derivaciones originales para basarse en el kilogramo.

La respuesta más compleja es que la forma más fácil de medir la masa es medir la fuerza gravitacional entre esa masa y la Tierra; Newton, basándose en el trabajo de Kepler y Leibniz sobre el movimiento orbital y el cálculo, estableció las leyes de gravitación que todavía usamos hoy en día y que definen una relación directa entre la cantidad de materia contenida en un objeto y la fuerza gravitacional ejercida entre este y la Tierra (o , en el caso general, entre dos masas), pero esta relación básica se conocía empíricamente antes de la historia registrada. Por lo tanto, las nociones de masa y peso fueron, para la mayor parte de la historia humana, una y la misma.

En el uso diario, todavía lo son, y una gran cantidad de dispositivos de medición etiquetados como medición de masa, incluidas escalas muy precisas en academias y laboratorios de investigación comercial, de hecho, todavía dependen del peso del objeto u objetos que se miden. Como resultado, el mismo equipo también puede usarse para medir la fuerza, ya que la fuerza ejerce el mismo tipo de presión sobre el equipo de medición que la gravedad. ¿Por qué no, entonces, continuar usando las mismas (o similares) unidades de medida para la fuerza y ​​la masa, siempre que continúen recordando que en realidad son conceptos diferentes?

La definición original real de un kilogramo se estableció en Francia en la década de 1790 y define su unidad no prefijada, el gramo, como una cantidad de materia igual a la de un centímetro cúbico de agua a la temperatura de fusión del hielo. Por lo tanto, un kilogramo sería igual a un decímetro cúbico de agua en las mismas condiciones. Esta es una forma relativamente elegante y sin peso de definir la masa, excepto que depende de algo más que una medida precisa de longitud; También requiere una temperatura y presión constantes, y una fuente de agua absolutamente pura.

La definición actual se basa en un estándar estrechamente relacionado. El “Prototipo internacional del kilogramo”, producido en 1889 a partir de un prototipo similar que data de 1799 y actualmente bajo el cuidado de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas, es un trozo de platino e iridio diseñado específicamente para resistir factores ambientales como la corrosión. cambiaría su masa. La masa original de este objeto se definió como la de un decímetro cúbico de “Agua de mar media estándar de Viena” (una referencia específica de agua salina que representa el contenido salino “promedio” de los océanos del mundo) medido a 4 * C (la temperatura a cuál es el agua más densa) y una atmósfera estándar (760 torr). El prototipo real difiere de este estándar en un .000025% medido utilizando técnicas modernas, que para un objeto fabricado hace más de 200 años sin la ayuda de la tecnología actual es bastante bueno. Los objetos de muestra derivados de construcción similar se distribuyeron a varias naciones como sus propias fuentes de referencia; La Oficina de Pesos y Medidas de los EE. UU. posee dos, K4 y K20, que se utilizan a su vez para producir prototipos de manipulación más regular utilizados en la calibración.

La verdad es que masa y peso no son lo mismo excepto en la tierra.

El peso es una medida de la fuerza de la gravedad. Es por eso que las cosas pesan más o menos dependiendo de dónde se encuentre, más en el sol, por ejemplo, donde la fuerza de la gravedad es más fuerte que en la tierra; menos en la luna donde la fuerza de la gravedad es menor.

La masa, por otro lado, es la cantidad de materia que contiene un objeto. Esa cantidad es la misma independientemente de si estás en la tierra o en el espacio.

Debido a que la fuerza de la gravedad es prácticamente la misma en todas partes de la Tierra, con algunas excepciones menores (en la cima del Monte Everest, por ejemplo, la fuerza de la gravedad es aproximadamente .434% menos que al nivel del mar porque está muy lejos del centro de la atracción gravitacional de la tierra) pero prácticamente hablando, es casi lo mismo.

Entonces, ahora puedo responder a tu pregunta.

La razón por la que la masa y el peso son los mismos en la Tierra es porque ni la masa de un objeto ni su peso cambian mientras permanezca en el planeta, sino porque pueden diferir en otros lugares, los científicos pueden tener un poco de perspicacia sobre el uso del término correcto.

En realidad no lo son.

La masa es un indicador de la cantidad de materia que posee un objeto en particular y, por lo tanto, no cambia en ninguna parte del universo.

Peso es la fuerza con la que una superficie / objeto atrae a un objeto hacia sí mismo debido a la gravedad. Por lo tanto, es el producto de la masa del objeto y la aceleración producida debido a la interacción gravitacional entre el objeto y la superficie. Dado que en la Tierra, esta aceleración no es 1 (se aproxima a 9.8 m / s ^ 2), la masa y el peso de un objeto no pueden ser iguales en la Tierra.

Es una cuestión de definición. La magnitud de la aceleración debida a la gravedad en la superficie de la Tierra (simbolizada por g ) se toma como un estándar de referencia contra el cual se compara la gravedad en otros entornos (por ejemplo, en la superficie de la Luna).

Esta unidad de fuerza de kilogramo de fuerza simplifica los cálculos en muchos casos prácticos, cuando no tiene que hacer nada científico. Si tiene un objeto con una masa de 1 kg, conoce la fuerza requerida para levantarlo sin hacer cálculos. Eso explica su popularidad en algunos países.

Sin embargo, la fuerza de kilogramo crea confusión y tampoco es tan conveniente para los cálculos científicos como Newton.

En el uso diario, realmente no tenemos ningún uso para el término “masa”. Nos interesa cuánto pesan las cosas. Entonces, el automóvil pesaría 1000 kg, o 2200 lbs. Ahora, debido a que la gravedad en la tierra es constante, podemos decir con seguridad que la masa de inercia del automóvil es constante, y utilizamos las mismas unidades, por lo tanto, la “masa” del automóvil es de 1000 kg. Esto es útil para comprender qué tan bien acelerará un automóvil con un motor determinado.

Para un físico o un ingeniero aeroespacial, la gravedad no es constante, y ahora necesitamos distinguir entre “peso” y “masa”. En el espacio, un cohete no pesa nada, pero su masa aún dificulta su aceleración.

La conexión entre masa y peso es con la segunda ley de Newton = Peso = Masa * g . Si suponemos que g es 1, en uso común, entonces el peso y la masa son iguales. Para un físico europeo, g es aproximadamente 9.81 (metros por segundo al cuadrado), por lo que el peso de un objeto de 1 Kg es 9.81 Newtons . Los europeos generalmente usan los términos de masa (Kg) cuando significan peso.

En los Estados Unidos, las unidades de masa correctas son babosas : un objeto de una masa de 1 babosa pesa 32,2 libras en la tierra ( g en la tierra es 32,2 pies por segundo al cuadrado). Sin embargo, este es un término muy poco común.

Para un laico, cuando dicen peso , realmente significan masa . Solo los científicos / estudiantes usan el término masa . Por lo tanto, el “peso” de un leyperson y el término físico “masa” se refieren a la misma propiedad de la materia. Por lo tanto, parecen numéricamente iguales.

La analogía más cercana que se me ocurre es lo que diría un laico cuando se le preguntara cuál es una ruta más rápida, un viaje de 5 millas a través de una autopista que toma 10 minutos o un viaje de 2 millas a través de carreteras residenciales que toma 8 minutos.

Para un científico, el manejo de la autopista es claramente la ruta más rápida, pero no la más rápida . El laico está usando el término más rápido para significar más rápido , pero dependiendo de la interpretación del laico versus la interpretación científica, la respuesta puede ser completamente diferente.

La masa se define como la cantidad de materia que contiene un objeto.

El peso se define como la fuerza de gravedad que actúa sobre un objeto, en este caso, debido al campo gravitacional de la Tierra (-9.8m / s ^ 2).

La masa no depende de la ubicación, es constante.
El peso depende de su ubicación, la fuerza del campo gravitacional en ese lugar.

Masa y peso no son iguales. Usan diferentes unidades y solo tienen los mismos valores numéricos en ciertos sistemas de unidades, pero no todos. La masa es una propiedad intrínseca de la materia, mientras que el peso es una fuerza que surge de la interacción entre la masa y la gravedad.

Lo que lo lleva a la confusión son dos cosas: primero, el uso coloquial del “peso” indistintamente con la masa, usando unidades de masa; en segundo lugar, que una fuerza de kilogramo (kgf, una unidad de peso también conocida como kilopond) se define como el peso de un objeto de 1 kilogramo de masa por debajo de 1 g de aceleración, es decir, bajo la gravedad de la Tierra, lo que lleva a una equivalencia en valores numéricos entre la masa y peso cuando se usan kg y kgf como unidades respectivamente.

Cuando una persona dice “Mi peso es de 75 kilogramos”, debe decir “Mi masa es de 75 kilogramos” o “Mi peso en la Tierra es de 75 kilopones”. Como eso nunca sucederá, será una tarea para siempre para aquellos que conocen algo de física explicar la diferencia.

No son iguales El peso es la fuerza con la que una masa es atraída hacia la Tierra.

Pero cuando los legos suelen decir “esta bolsa pesa 9.8 kg”, eso no significa que la masa de la bolsa sea de 9.8 kg. Significa que la masa de la bolsa es de 1 kg (W = m * g). Estamos usando una unidad incorrecta para el peso, pero para fines científicos usaríamos unidades SI adecuadas

No son iguales

• La masa ( m ) se mide en kilogramos ( kg )
• El peso ( W ) se mide en Newton ( N )

Puedes calcular la masa de un objeto con la siguiente fórmula:

W = m · g

La letra g es la fuerza gravitacional, que es 9,81 km / s² en la Tierra.

Si establece g = 0 , que es cierto para el espacio donde casi no hay fuerza gravitacional, el peso de un cuerpo es 0. Es por eso que los cuerpos en el espacio flotan pero su masa permanece sin cambios.

Su pregunta puede deberse al uso incorrecto de los términos ” masa ” y ” peso ” en lenguaje coloquial.

Pero no lo son.

La masa de 1 kilogramo tiene un peso (en la superficie de la Tierra) de aproximadamente 9.8 Newtons.

Oh lo siento, ¿estás hablando de pesos imperiales?

Bien, entonces una masa de 1 libra tiene un peso (en la superficie de la Tierra) de aproximadamente 32 libras.

Esto no es una coincidencia. El peso es la medida y representación de la aceleración gravitacional y, por lo tanto, el corolario de la masa en la “superficie” de la Tierra. Entonces, por definición, es lo mismo.

Una discusión razonable de esto se puede encontrar en Wikipedia aquí: @Mass versus weight

En términos físicos, la masa es una cualidad interna de un objeto, mientras que el peso es lo que el objeto reacciona a cierto campo gravitacional. El hecho de que los humanos usemos la misma unidad para obtener masa y peso (no en física seria) no significa que sean iguales.

Lo que significa que si uno mide un hombre de 150 libras en Marte, pesaría alrededor de 60 libras. Perdió algo de “peso”, pero su masa es la misma.

La masa y el peso son cosas muy diferentes, ya que el peso es realmente una fuerza, no una cantidad de materia. En muchos casos, usamos las mismas unidades para ambos, como libras y kilogramos, pero eso simplemente confunde las cosas. Las personas que decidieron hacer eso definieron las unidades para que 1 kilogramo de masa tenga 1 kilogramo de peso al nivel del mar en la Tierra, pero esa fue solo una elección arbitraria.

Las fuerzas también se pueden medir en newtons, que son solo 1 / 9.81 kilogramos. Esto puede ser bueno en algunos problemas de física, pero a la mayoría de nosotros nos gustan las libras y los kilogramos.

Debido a que la fuerza de gravedad en la tierra se toma como referencia, por razones obvias

La Tierra tiene una masa de [matemáticas] 5.9721986 \ cdot 10 ^ {24} \; \ text {kg} [/ math]. El peso de la Tierra, en relación con el Sol, es [matemáticas] 3.548 \ cdot 10 ^ {22} \; \ text {N} [/ math].

Esto ha sido hábilmente respondido por las muchas publicaciones a continuación. Un ejemplo simple que puede parecerle convincente es preguntarse si intuitivamente cree que la masa y el peso de un astronauta que flota en el espacio es el mismo.

Solo con las unidades imperiales inglesas parece existir esta relación falsa. Pero mientras que al nivel del mar una masa de una libra tiene el peso de una libra, eso es solo por la forma en que se definen esas dos cantidades. No hay nada intrínseco en la relación.