¿Cuál es la diferencia entre masa y peso?

Como usted dice que ha leído las definiciones en los libros, hablemos de ellas:
La masa permanece igual en todas partes y el peso cambia . ¿Qué quiere decir eso exactamente? Digamos que está compuesto de átomos y partículas cuya cantidad se puede medir como ‘masa’. Siempre estará compuesto de la misma cantidad de materia (a menos que esté a dieta, por supuesto) o partículas donde quiera que vaya. Esta cantidad de sustancia que te hace ‘tú’ se llama masa y ya sea tierra, luna, júpiter eres ‘tú’, es decir, no cambias, lo que significa que la cantidad de cosas que te hace ‘no’ cambia y, por lo tanto, tu masa no cambia y es igual en todas partes.

Vamos a entender el peso. El peso no es una medida de la cantidad de sustancia. Es una fuerza. Comprende la fuerza: si empujas a una persona hacia ti suavemente, es posible que no se mueva o que se mueva lentamente hacia ti. Sin embargo, si tiras con fuerza (aplica más fuerza), serán arrastrados inmediatamente hacia ti porque actuaron sobre ellos con más fuerza. Midamos esto en KG. Digamos que cuando tira suavemente, la fuerza que aplica es muy pequeña, digamos 2 kg y cuando tira con fuerza, aplica una fuerza de 20 kg. Mientras esa persona no cambia, todavía están formados por la misma cantidad de partículas / materia en ambos casos, que es su ‘masa’. Por lo tanto, está tirando de la misma masa en ambos casos y esta masa puede tener diferentes pesos (2 kg o 20 kg) según la fuerza con la que se tira.

Ahora reemplace a la persona que está tirando, con planetas y estrellas. Todos los planetas y estrellas tiran de ‘masa’ con una fuerza llamada ‘gravedad’. Esta gravedad depende de la masa que tenga ese objeto. Al igual que un hombre más grande (más masa) puede tirar con más fuerza que un hombre más pequeño (menos masa), objetos más grandes (Sol, Júpiter) pueden tirar con más fuerza que los más pequeños (Tierra, luna). Esta capacidad de jalar se llama gravedad de ese objeto. La Tierra te atrae con una fuerza de (tu masa) x 9.8 (aceleración debido a la gravedad). De manera similar, cuando vas a diferentes planetas o estrellas, todos te atraerán con una cantidad diferente de fuerza que se llamará tu peso en ese lugar, sin embargo, tu masa no cambiará.

En el siguiente ejemplo, hay un astronauta en la tierra y en la luna. La gravedad de la Luna es mucho menor que la gravedad de la Tierra, aproximadamente un sexto. Entonces, un astronauta masivo de 100 kg pesa 980N en la Tierra. En la Luna, el astronauta pesaría solo 162.2N. Sin embargo, la masa del astronauta es de 100 kg donde quiera que estén.
Peso en la Tierra: masa x aceleración de la tierra = 100 kg x 9.8 m / s2 = 980N.
Peso en la Luna: masa x aceleración de la luna = 100 kg x 1.622 m / s2 = 162.2N.

En la física newtoniana, que es donde es más probable que encuentres ambas palabras a la vez, la masa es dos cosas.

Principalmente es una medida de inercia. Entonces, es cuánto impulso tiene un objeto que se mueve con una unidad de velocidad ([matemática] p = mv [/ matemática]), o igualmente, cuánta fuerza necesitas aplicar para darle a un objeto una unidad de aceleración ([matemática] F = ma [/ math]). Y puede contar con que significa exactamente eso, ya que es un término técnico acuñado específicamente para ese propósito, las personas rara vez son descuidadas con él.

En segundo lugar, por una coincidencia sospechosa que la física newtoniana no intenta explicar, es una medida de tendencia a ser empujada por la gravedad. Entonces, si tiene una masa [matemática] m [/ matemática] en un campo gravitacional de fuerza [matemática] g [/ matemática], entonces tendrá fuerza [matemática] F = mg [/ matemática].

Como todavía es el caso de que [matemática] F = ma [/ matemática], eso significa [matemática] ma = mg [/ matemática] y [matemática] a = g [/ matemática]. Entonces, todas las masas en el mismo campo gravitacional caen con la misma aceleración, por lo que [math] g [/ math] tiene las mismas unidades que la aceleración: metros por segundo al cuadrado o similar. Debido a que estas dos facetas de la masa están tan estrechamente vinculadas, no causa ninguna confusión.

En ese contexto, el peso es, al menos oficialmente, la fuerza gravitacional experimentada por una masa en particular. Es decir, es [matemáticas] mg [/ matemáticas] en lugar de [matemáticas] m [/ matemáticas]. Por lo tanto, el peso varía a medida que coloca la misma masa en diferentes campos gravitacionales: un objeto tiene más peso en la tierra que en la luna, porque el campo gravitacional es más fuerte en la tierra. Y probablemente sea una buena idea usarlo de esa manera, porque es realmente importante mantener [matemáticas] m [/ matemáticas] y [matemáticas] mg [/ matemáticas] claramente distintas en su mente.

El único problema es que no puedes contar por completo con todos los demás para usarlo de esa manera, porque es una palabra cotidiana que los físicos no poseen y tienen poco control sobre ella. El verbo es un desastre: nadie pesa en serio algo para encontrar el peso, lo pesan para encontrar la masa. (Las básculas de baño típicas son medidores de fuerza graduados en unidades de masa). Y hay pequeñas sutilezas. ¿Incluye o no flotabilidad del aire o similar? Oficialmente no debería, pero nadie habla en serio de esa manera: no es antinatural decir que los globos de helio no tienen peso. Lo mismo ocurre con la “ingravidez” en el espacio. Oficialmente, los astronautas en órbita no tienen peso: tienen una fuerza gravitacional sobre ellos que les hace moverse en una trayectoria circular alrededor de la tierra. Pero nadie habla en serio así.