Peso

El peso de un objeto (o el peso de una cantidad de materia) es la medida de la intensidad de la fuerza impuesta a este objeto por el campo gravitatorio local. El peso no debe confundirse con el concepto de masa, relacionado pero bastante diferente. Para los objetos pequeños de la Tierra, la fuerza del peso se dirige hacia el centro del planeta. Para los objetos más grandes, como la Luna que orbita alrededor de la Tierra, la fuerza se dirige hacia el centro de masa del sistema combinado.

En el lenguaje común, el peso de algo suele entenderse como el valor medido en la superficie de la Tierra o cerca de ella. Desgraciadamente, los términos más habituales para describir el peso de un objeto son unidades de masa como los kilogramos o las libras. Durante casi toda la historia de la humanidad, el peso se ha medido en la superficie de la Tierra. Aquí, el peso es proporcional a la masa. Los objetos que tienen la misma masa tienen el mismo peso. Un objeto con el doble de masa que otro tendrá también el doble de peso. En consecuencia, es una práctica común utilizar las dos palabras, masa y peso, como si significaran lo mismo y utilizar los kilogramos y las libras como unidades tanto para la masa como para el peso. El uso de los mismos términos para describir y medir las dos propiedades diferentes ha llevado a la confusión entre estas dos propiedades, la masa y el peso. La masa y el peso no son lo mismo.

Unidades de peso

La unidad de peso en el Sistema Internacional de Unidades es el newton, que se representa con el símbolo "N".

En el pasado se utilizaban otras unidades, pero se han abandonado, como la dina (unidad de fuerza en el antiguo sistema CGS) o el kilogramo-fuerza, que es la fuerza ejercida sobre un kilogramo de materia por una Tierra "estándar": un cuerpo con una masa de 1 kg tiene un peso de unos 9,81 N a nivel del mar.

Medición del peso

El peso de un objeto, o de una cantidad de materia, se suele medir con un instrumento como una balanza de resorte. La balanza incluye un muelle que proporciona una fuerza que se opone a la fuerza gravitatoria sobre el objeto que se está pesando. La fuerza gravitatoria tira hacia abajo, el muelle empuja o tira hacia arriba. Normalmente, la balanza tiene una lectura que no indica el peso (que es una fuerza) sino la masa del objeto. Las balanzas de muelle se fabrican suponiendo que se utilizan en la superficie de la Tierra. Si una balanza de muelle se llevara a la Luna, daría una lectura errónea.

Una balanza de estilo es un dispositivo que compara el peso de dos objetos en el mismo campo gravitatorio: determina si un objeto es más pesado o más ligero que el otro.

El peso es variable

El peso no es una propiedad intrínseca de la materia porque el campo gravitatorio local que genera la fuerza llamada peso es variable en el espacio y en el tiempo:

Dado que la atracción de la Tierra disminuye como el cuadrado de la distancia a su centro, el peso de un objeto es ligeramente menor a gran altura (por ejemplo, en la cima de una montaña) que a nivel del mar, o en el ecuador que en los polos (porque la Tierra está ligeramente abombada).
Un objeto arbitrario en la Tierra también es atraído por todos los demás cuerpos celestes, como la Luna, por ejemplo. Por lo tanto, su peso será menor con la Luna encima que con la Luna al otro lado de la Tierra.
El peso no se define exclusivamente para la Tierra: Un astronauta pesa 6 veces menos en la superficie de la Luna que en la de la Tierra.
La ingravidez es una condición aparente que experimentan los astronautas o los satélites en órbita alrededor de un planeta. En realidad, su peso (atracción gravitatoria) es la fuerza que los mantiene en órbita. Los objetos en órbita viajan a gran velocidad. En el caso de los satélites que orbitan entre 300 y 500 kilómetros sobre la Tierra, esta velocidad es de unos 27.000 km/h. Sin la atracción gravitatoria de la Tierra saldrían volando en línea recta. La atracción gravitatoria los mantiene cayendo hacia el planeta. La combinación de la alta velocidad lateral y la atracción constante hacia el centro de la Tierra curva su trayectoria para que permanezcan en órbita.

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Preguntas y respuestas

P: ¿Qué es el peso de un objeto?

R: El peso de un objeto es la medida de la intensidad de la fuerza impuesta sobre este objeto por el campo gravitatorio local.

P: ¿En qué se diferencia el peso de la masa?

R: El peso no debe confundirse con la masa ya que el peso es la medida de la fuerza de gravedad sobre un objeto mientras que la masa es la cantidad de materia presente en el objeto.

P: ¿Hacia dónde se dirige la fuerza del peso para los objetos pequeños en la Tierra?

R: Para los objetos pequeños en la Tierra, la fuerza del peso se dirige hacia el centro del planeta.

P: ¿Hacia dónde se dirige la fuerza del peso para los objetos más grandes como la Luna que orbita alrededor de la Tierra?

R: Para los objetos más grandes como la Luna que orbita alrededor de la Tierra, la fuerza del peso se dirige hacia el centro de masa del sistema combinado.

P: ¿Qué ha llevado a confundir masa y peso?

R: El uso de los mismos términos para describir y medir las dos propiedades diferentes ha llevado a la confusión entre masa y peso.

P: ¿La masa y el peso son lo mismo?

R: La masa y el peso no son lo mismo.

P: ¿Los objetos que tienen la misma masa tienen el mismo peso?

R: Los objetos que tienen la misma masa tienen el mismo peso. Un objeto con el doble de masa que otro tendrá también el doble de peso.