¿Cuántas veces pesas las cosas durante el día? Si estás a dieta, lo más probable es que te subas a la báscula cada mañana para revisar tus progresos. Si vas a desayunar, posiblemente ponderes lo que vas a comer llenando un cuenco de cereales. Si vas a mandar una carta o bien un bulto, probablemente lo lleves a una oficina de correos a fin de que lo pesen. Cuando compras cosas en una tienda de comibles, el coste que pagas por la mayor parte de los productos se fundamenta en su peso. En ciertos países, aun el dinero que tienes en el bolsillo se basa en un sistema de peso. (Las libras esterlinas e irlandesas, por servirnos de un ejemplo, originalmente pesaban precisamente una libra). Dado que una gran parte de nuestro mundo se rige por el peso, es fundamental contar con métodos de pesaje precisos. Pero, ¿qué es exactamente el peso y cómo se mide en la práctica? Veámoslo más de cerca.
Foto: La forma más fácil de pesar: un juego de pesas de latón a la antigua usanza y una balanza para medir las cartas antes de enviarlas por correo. La balanza funciona como un balancín, fluctuando de un lado a otro hasta el momento en que el peso del platillo izquierdo es igual al del platillo derecho. Se coloca la carta en un platillo y se ponen unas pesas en el otro hasta el momento en que la aguja del centro se equilibra precisamente (apunta cara abajo). Estas balanzas están expuestas en la histórica Saltram House del National Trust, en Devon (Inglaterra).
Contenido
Peso y masa
¿Cuánto pesarías en Marte?
¿De qué forma se puede medir el peso?
De qué manera marchan las balanzas
¿Las libras no son una medida de fuerza y no de masa?
Más información
Peso y masa
Ya antes de proseguir adelante, aclaremos la diferencia entre peso y masa. La mayoría de las veces, cuando hablamos de peso, nos referimos a la masa. Los kilos, las libras, las piedras, las onzas y los gramos son unidades de masa, no de peso. Entonces, ¿cuál es la diferencia?
Obra de arte que muestra de qué forma una persona con masa es atraída por la gravedad de la Tierra (peso).
Obra de arte: La masa (azul) es la cantidad de "materia" de la que estás hecho. El peso (colorado) es la fuerza que actúa sobre tu masa.
La masa es la cantidad de materia de la que está hecho algo. Las cosas grandes acostumbran a tener más masa que las pequeñas. Si tienes un trozo de hierro o bien cobre y lo llevas a diferentes lugares de la Tierra (o aun a la Luna) para medir su masa, siempre conseguirás el mismo resultado.
El peso es una medida de la fuerza de gravedad que actúa sobre una determinada cantidad de masa. La fuerza de gravedad varía sutilmente en toda la Tierra, por lo que, aunque el pedazo de hierro tenga exactamente la misma masa, su peso varía: puede pesar un poco más en Bangladesh que en el Tíbet. ¿Y en la Luna? En la Luna, la fuerza de la gravedad es aproximadamente una sexta parte de la que hay en la Tierra. En consecuencia, las cosas pesan solo una sexta parte en la Luna que en la Tierra, aunque su masa sea la misma en los dos lugares. ¿Por qué las cosas son más pesadas en la Tierra? Fundamentalmente pues la Tierra es mucho más masiva que la Luna. Atrae los objetos con más fuerza y eso les da más peso.
Si se usan unidades métricas (y del SI), se mide la masa en kilogramos (kg) y el peso en newtons (N) y se convierte la masa en peso multiplicando por diez más o menos (porque la fuerza de la gravedad en la Tierra es de unos 10 newtons/kg). La mayoría de las veces, es aceptable referirse a los pesos en unidades de masa (como kilos o libras) porque cualquier masa en la Tierra se transforma en un peso prácticamente de igual forma. Jamás se oye a la gente decir cosas como "peso setecientos newtons", aunque -a nivel científico hablando- deberían hacerlo.
¿Cuánto pesarías en Marte?
Astronautas de la NASA practican la flotación en ingravidez en el aeroplano simulador del cometa KC-135.
Foto: Lo que pesas depende de dónde te encuentres, como están verificando estos astronautas en un avión de entrenamiento. Simula la ingravidez haciendo inmersiones profundas cara la Tierra. Fotografía cortesía de la NASA en The Commons.
El sitio web del Exploratorium tiene una pequeña página en la que puedes calcular tu peso en otros mundos. Funciona tomando tu peso en la Tierra y ajustándolo según la fuerza de gravedad de cada planeta (o bien estrella), que podemos calcular desde la masa del planeta y su tamaño (su radio). Como es de esperar, un planeta más masivo, como Júpiter, te atraerá con mucha más fuerza que la Tierra, sencillamente pues hay más "cosas" que tiran de tu cuerpo. Mas no es tan sencillo, por el hecho de que hay que rememorar que Júpiter es asimismo un planeta más grande que la Tierra (tiene un radio mayor). Esto tenderá a hacer que te atraiga menos, pues si te sitúas en la superficie de Júpiter, hay una mayor distancia entre tu cuerpo y el centro del planeta: estás más lejos, por lo que la gravedad de Júpiter tira menos de ti. Teniendo presente estos 2 factores opuestos, obtenemos la fuerza de la gravedad en la superficie de cada planeta (o estrella). Acá tienes ciertos para comenzar.
¿Cómo se puede medir el peso?
El peso de un objeto se puede determinar con un instrumento llamado báscula.
Las balanzas de platillo antiguas (en ocasiones llamadas balanzas) consisten literalmente en equilibrar dos platillos de balanza con pesos conocidos en un platillo y el objeto que se desea pesar en el otro. En un tipo de balanza tenuemente diferente, llamada balanza de acero, se cuelga un platillo de un extremo de un brazo metálico y se mueve un peso a lo largo del otro extremo, de forma parecida a un balancín, hasta hallar un punto de equilibrio. Las balanzas de acero se inventaron en la época romana, pero aún se emplean hoy en día. Los médicos y las enfermeras aún los emplean para pesar a los bebés pequeños.
Un pequeño timbal utilizado para medir cartas en una oficina de correos.
Foto: Formas de pesar: empleo de un acerico para medir el peso de las cartas. Se ponen las cartas en el platillo, se mueve la pesa deslizante hasta que el brazo esté horizontal y luego se lee el peso en la balanza. Fotografía de Tiffini M. Jones, cortesía de la Marina de los USA.
Muchos cocineros utilizan balanzas de muelle en lugar de balanzas de plato y pesas. Se coloca el objeto a pesar en la parte superior de una plataforma móvil y esta empuja hacia abajo, estirando o bien comprimiendo un muelle en su interior y haciendo virar una aguja cerca de un dial (puede ver exactamente de qué manera funciona en el cuadro de abajo).
Todavía más cómodas que las balanzas de muelle son las balanzas electrónicas, que dan el peso al momento en forma de lectura digital. Las balanzas que la gente utiliza para pesarse suelen marchar de este modo. Te pones de pie en una plataforma y tu peso, empujando hacia abajo, comprime un sensor de presión llamado transductor piezoeléctrico. Se trata de una especie de cristal que genera una corriente eléctrica cuando se aprieta: cuanto más se empuja, más corriente produce. Por tanto, cuanto más pesas, más corriente fluye en el transductor. Un circuito electrónico conectado al transductor mide la corriente y la transforma en una medida de "peso" (en realidad una medida de masa) en kilogramos, libras, piedras o cualquier otra unidad que elijas.
Una manzana pesada en una balanza electrónica de precisión.
Foto: Más formas de pesar: una balanza electrónica como esta mide con precisión con un sensor piezoeléctrico y muestra el resultado en una pantalla digital. Puede ver que esta manzana pesa setenta y tres con cinco gramos. Al pulsar uno de los botones, esa medida se convierte instantáneamente en onzas.
Los objetos grandes (como los camiones) son, obviamente, demasiado grandes para pesarlos con básculas o bien balanzas normales, pero sigue siendo esencial pesarlos para comprobar, por poner un ejemplo, que no son demasiado pesados para transportarlos en aviones o bien navíos. Los camiones se pesan conduciéndolos sobre unas pasarelas metálicas llamadas básculas puente, que se apoyan en unos cilindros hidráulicos. Cuanto más pesado es el camión, mayor es la fuerza que ejercen los cilindros y más deben empujar hacia arriba para equilibrar el peso del camión con exactitud. Puedes calcular el peso del camión desde la presión hidráulica de los tubos. Si conoces el peso en orden de marcha del camión (peso en orden de marcha o bien peso en vacío), que acostumbra a estar pintado en el lateral del vehículo, puedes calcular fácilmente el peso de su carga por sustracción.
Cómo marchan las básculas
Las http://cuerpoymentefirstredaccion.yousher.com/basculas-de-bano-confirmada-por-los-expertos-la-bascula-mas-vendida-en-2021 básculas miden cuánto pesa algo, y lo hacen midiendo la fuerza que existe entre el objeto que se pesa y el planeta Tierra. Aunque las balanzas miden la fuerza, dan medidas de masa en kilos, gramos, libras o lo que sea. Esto puede ser un tanto confuso, pero es aceptable pues (como se ha explicado anteriormente) el peso y la masa están conectados de manera sencilla y frecuentemente se utilizan de forma indistinta en la vida cotidiana.
Supongamos que tienes una fácil báscula de cocina como esta. Si eres un curioso apremiante (como ) y quitas el puntero y la esfera (sin romperlos en pedazos y destruír la balanza en el proceso), verás el mecanismo que se esconde en el interior. Al cargar el platillo (o bien empujarlo con la mano), una plataforma oculta en el interior de la balanza se desliza hacia abajo, estirando un potente muelle al hacerlo. Cuanto más pesado es el objeto, más lo empuja la gravedad hacia abajo y más se estira el muelle. Hasta acá todo bien, pero ¿cómo convertimos ese estiramiento del muelle en una medida numérica?
Una naranja en la parte superior de una simple balanza de cocina. Mecanismo dentro de la balanza de cocina simple.
La plataforma móvil de la parte delantera es realmente una suerte de engranaje de cremallera. La plataforma es la cremallera y el puntero de la balanza es el piñón. Conforme la plataforma (cremallera) se mueve hacia abajo, el piñón (el pequeño engranaje al que está unido el puntero) vira. En la foto de la izquierda se puede ver de qué manera ocurre esto. En la fotografía de la derecha, en la parte posterior de la balanza, se puede ver el potente y grueso muelle que se estira a medida que la plataforma desciende. El mecanismo es de forma perfecta lineal: si se pone el doble de peso en la balanza, el muelle se estira el doble, la cremallera se mueve el doble y el piñón y la aguja viran alrededor del dial el doble.
Puntero y piñón de cremallera en una balanza de cocina fácil. Muelle dentro de una simple báscula electrónica.
¿No son las libras una medida de fuerza y no de masa?
En ocasiones recibo correos electrónicos de personas (por norma general de Estados Unidos) que leen este artículo y se quejan de que he definido las libras como una medida de masa; para ellos, las libras son una medida de fuerza. Oficialmente, esto es un error: las primordiales organizaciones encargadas de mantener los estándares de medición definen las libras como medidas de masa: el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE.UU. (antes Oficina Nacional de Estándares de EE.UU.) ha que peso es mejor analgico o digital definido la libra como una medida de masa (1 libra = 0,453 kg) durante más de medio siglo y su actual Manual (44-dos mil trece) incluye onzas, libras y piedras como unidades de masa, de la misma manera que el Laboratorio Nacional de Física del Reino Unido. Todas y cada una de las básculas que fotografié para este artículo tienen escalas marcadas en kilogramos y gramos (por una parte) y piedras, libras y onzas (por el otro), mostrando la equivalencia entre ellas: todas y cada una son unidades de masa.
Grandes balanzas mecánicas en una estación de tren.
Foto: Estas básculas tradicionales se encuentran en una estación de ferrocarril en Bath, Inglaterra. Pueden pesar objetos de hasta ciento noventa y dos kg (24 piedras), lo suficiente como para que quepan dos adultos medios. Como la mayor parte de las básculas, tienen dos diales que pueden dar una medida en unidades métricas (como los kilogramos) o bien imperiales (libras y piedras).
Es verdad que en las antiguas mediciones imperiales la libra podía utilizarse para medir la fuerza, y ciertas personas hacen a veces la diferencia usando los términos "libra (masa)" (lb-m/lbm) o "libra avoirdupois" y "libra-fuerza" (lb-f/lbf). A los ingenieros, particularmente, les gusta hablar de libras como unidades de fuerza. Sin embargo, si usted es un científico, es mejor no entrar en este juego; la libra es una unidad muy confusa con un bagaje histórico innecesariamente confuso y, como todas y cada una de las unidades imperiales, es mejor evitarla en la ciencia moderna. Si se usan las unidades métricas del SI (kilos para la masa y newtons para la fuerza), todo va a tener mucho más sentido.
Para saber más, le recomiendo que lea los artículos de Wikipedia sobre la libra (masa) y la libra (fuerza). Fíjate en lo confuso que resulta el trasnochado sistema de la libra (fuerza) cuando empiezas a usarlo.