Definición de masa

Enviada por Chari
Todos sabemos lo que es el peso, diferente en cada planeta según la gravedad... pero como definiriais lo que es la masa. Y no me vale: densidad por volumen.

La masa es una propiedad intrínseca de cada objeto que indica la inercia (su 'resistencia' coloquialmente hablando) que presenta a cambiar su estado de movimiento (o de reposo). Así, la segunda ley de Newton dice que:

La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional al producto de su masa y su aceleración, F = m a

El peso de un cuerpo se define como la fuerza que este experimenta cuando se encuentra sometido a la aceleracion de un campo gravitatorio. Si en la segunda ley de Newton, tomamos el caso particular de que la aceleración es la producida por una campo gravitatorio (pongamos el de la Tierra), y llamamos a=g, entonces esta fuerza se denomina clásicamente 'peso', así que: p = m g

Es decir, el peso es una fuerza, y por tanto depende del campo gravitatorio en el que se encuentra esa masa m. Si la misma masa m la pesamos en el campo gravitatorio de la Tierra (donde g=9.8 m/s2)o la pesamos en el campo gravitatorio de la Luna (g=1.6 m/s2), el peso en la Luna será 9.8/1.6=6.1 veces menor que en la Tierra, para la misma masa m. Así que mis 85 kilos de peso terrestre son 13.9 kilos de peso lunar; yo sin embargo sigo teniendo la misma masa, 85 kg.

Aquí conviene aclarar un pequeño lío con la nomenclatura. La unidad de masa (en el sistema estándar internacional SI) es el kilogramo, mientras que se define un kilopondio como la fuerza que ejerce una gravedad estándard (9.8) sobre una masa de 1 kilogramo. Así que cuando nos pesamos lo que realmente estamos haciendo es medir la fuerza de la gravedad sobre nuestra masa, y esto lo expresamos en 'kilos', que son kilogramos de masa o kilopondios de peso, pero que no son 'kilogramos de peso', aunque así es como nos referimos a ellos coloquialmente.

Fíjense que la diferencia entre la aceleración de la gravedad en la Tierra y en la Luna sale de la fórmula de la gravitación universal de Newton: F = (G M m) / r donde G es la constante de gravitación universal, y tiene el mismo valor en todo el universo, M es la masa del cuerpo que crea el campo gravitatorio (la Tierra, la Luna, etc), y m es el cuerpo que estamos pesando en ese campo gravitatorio a una distancia r. Esta es la misma segunda ley de Newton si ponemos g = G M / r. Por lo tanto el distinto valor de g entre la Tierra y la Luna es porque la razón Masa/radio de ambos es diferente, siendo 6.1 veces mayor para la Tierra.

En una estrella de neutrones es exactamente lo mismo, en ella M/r es mucho mayor (típicamente M será parecida a la masa del Sol, mientras que r será mucho menor que el tamaño de la Tierra, por lo que g será mucho mayor). Así que mis 85 kilogramos de masa serán los mismos 85 si me voy de viaje a una estrella de neutrones (lo que no tengo pensado hacer por ahora), pero mis 85 kilo(pondio)s de peso terrestres serán muchísimo más sobre la estrella de neutrones.

Cortesía de Enrique Pérez