Se passi del tempo a interagire con le persone al lavoro o a scuola e guardi qualsiasi tipo di televisione in stile programmazione, sarebbe insolito per te passare anche un giorno intero senza sentire almeno una delle parole massa o peso. Ciò è particolarmente vero per quest'ultimo, dato il numero di persone che in qualsiasi momento stanno tentando di snellire il proprio corpo attraverso una combinazione di attività fisica e modifica della dieta.
Trovare il massa e peso di oggetti nel mondo moderno è abbastanza facile: trova una scala di dimensioni adeguate, metti l'oggetto su di essa e leggi i numeri digitali o analogici che ne risultano. Ma calcolare la massa dal peso o viceversa può creare confusione perché questi termini sono usati in modo errato o impreciso nel linguaggio quotidiano.
Che cos'è la massa in fisica?
Massa è una delle due grandezze fondamentali in fisica, l'altra è la lunghezza. Per "fondamentale", ciò significa che tutte le altre unità (ad esempio, velocità, forza, accelerazione e così via) sono derivate da una o più di queste unità, mentre né la massa né la lunghezza sono derivate.
La massa è una misura della "roba", a parte l'influenza che la gravità ha su quella roba. A livello della radice, tutto ciò che ha massa è costituito da elettroni, protoni e neutroni (o se vuoi essere esigente, particelle subatomiche). Una proprietà chiave della massa è che la gravità agisce su di essa se è presente, risultando in una forza chiamata peso.
- Per riferimento, 1 kg = 2.204 lb, trattando lb nel senso terrestre "quotidiano".
Che cos'è il peso in fisica?
Peso è il risultato della gravità che agisce sulla massa: w = mg. Il valore di g sulla superficie terrestre è 9,8 m/s3 con unità di accelerazione. Per trovare il peso di qualcosa, moltiplica semplicemente la sua massa per il valore del campo gravitazionale locale e ottieni un risultato in newton (N). Ad esempio, se la tua massa è 50 kg (circa 110 libbre), allora il tuo peso è (50) (9,8).
Il punto che deve essere sottolineato in modo schiacciante è che il peso è una forza. La massa non richiede la gravità per la propria esistenza, mentre il peso sì. È facile confondere i due perché è raro che qualcuno sulla Terra operi in condizioni di gravità zero.
Per questo motivo, quando calcoli la tua massa su una bilancia progettata per l'uso sulla Terra, il peso è già preso in considerazione nel funzionamento della bilancia. La massa non è peso, ma sono sempre direttamente proporzionali tra loro per il valore di g, qualunque esso sia.
Ma cosa significa questo in termini di unità imperiali (libbre e once)? In effetti, in questo schema esiste un'unità di massa, chiamata lumaca, ma oggi viene ignorata. Se qualcuno dice che pesa 110 libbre, pensa a questo come alla sua massa, che sarebbe 50 kg in unità SI.
Calcolo della massa da altre variabili
Massa e lunghezza insieme danno origine a un'importante variabile chiamata densità. Il volume, che è una misura di un "pezzo" di spazio tridimensionale, è derivato dalle unità di lunghezza e nel sistema metrico ha unità di m3. La densità è massa divisa per volume e offre il senso della "pesantezza" di un oggetto in relazione alle sue dimensioni.
Numericamente, densità ρ = m/V e ha unità SI di kg/m3, sebbene unità come g/cm3 sono più comuni negli ambienti scientifici.
- Qual è la massa di un 0,25 m3 oggetto con una densità di 2,5 kg/m3?
Poiché = m/V, m = ρV. In questo caso hai:
(0,25 m3) (2,5 kg/m3) = 0,625 kg.