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Aprende las fórmulas y técnicas para calcular el peso a partir de la masa
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Si estás tomando una clase de física, probablemente se te pedirá que calcules el peso a partir de la masa. Pero, ¿cómo se hace exactamente? Te tenemos cubierto. Aunque suene complicado, calcular el peso a partir de la masa es muy sencillo si sabes qué fórmula usar. Este artículo te enseñará esa fórmula, además de cómo usarla cuando te encuentres con problemas de física en clase. Como beneficio adicional, hemos incluido algunos problemas de práctica para ayudar a asimilar estos conceptos. Sigue leyendo para aprender a calcular el peso a partir de la masa en tu próximo exámen, prueba corta o tarea de física.
Cosas que debes saber
- El peso de un objeto es igual a la fuerza de gravedad ejercida sobre ese objeto. La masa de un objeto es siempre la misma, pero su peso cambia dependiendo de la gravedad.
- Utiliza la fórmula para calcular el peso a partir de la masa. En esta fórmula, = peso (en N), = masa (en kg) y = aceleración debida a la gravedad (en m/s 2 ).
- Dado que el peso es una fuerza, los científicos también escriben la ecuación como , donde = fuerza (en N), = masa (en kg), y = aceleración de la gravedad (en m/s 2 ).
- El valor de la gravedad, , es 9,8 m/s 2 en la Tierra. Su valor es diferente en otras partes del universo. Por ejemplo, en la luna, = 1,622 m/s 2 .
Pasos
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Usa la fórmula para convertir peso en masa. El peso se define como la fuerza de gravedad sobre un objeto. Los científicos ponen esa oración en una ecuación escribiendo , o . [1] X Fuente de investigación
- Dado que el peso es una fuerza, los científicos también escriben la ecuación como . [2] X Fuente de investigación
- = símbolo de peso, medido en Newtons, N .
- = símbolo de masa, medida en kilogramos o kg .
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= símbolo de aceleración gravitacional, expresado como m/s 2
, o metros por segundo al cuadrado.
- Si estás usando metros , la aceleración gravitatoria en la superficie de la Tierra es de 9,8 m/s 2 . Utiliza siempre m/s 2 para la aceleración, a menos que se indique lo contrario.
- Si se pide que use pies , en lugar de metros , la aceleración gravitatoria en la Tierra es 32,2 pies/s 2 . Esta es la misma unidad, es solo convertido de metros a pies . Afortunadamente, es muy poco probable que encuentres un problema con la aceleración escrita en ft/s 2 .
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Determina la masa del objeto. Debido a que estamos tratando de obtener el peso de la masa, podemos suponer que ya tenemos la masa. La masa es la cantidad fundamental de materia que tiene un objeto y se expresa en kilogramos.
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Determina la aceleración gravitacional. En otras palabras, averiguar qué es . En la superficie de la Tierra, es 9,8 m/s 2 . En otras partes del universo, la aceleración de la gravedad es diferente. [3] X Fuente de investigación
- La aceleración de la gravedad en la Luna es diferente de la aceleración de la gravedad en la Tierra. La aceleración debida a la gravedad en la luna es de aproximadamente 1,622 m/s 2 , o aproximadamente 1/6 de la aceleración que tiene aquí en la Tierra. Es por eso que pesas 1/6 de tu peso terrestre en la luna. [4] X Fuente de investigación
- La aceleración gravitatoria del sol es diferente a la aceleración gravitacional de la Tierra y la luna. La aceleración debido a la gravedad en el sol es de unos 274,0 m/s 2 , o unas 28 veces la aceleración que tiene aquí en la Tierra. Es por eso que pesarías 28 veces el peso de la Tierra en el sol (¡si pudieras sobrevivir!). [5] X Fuente de investigación
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Inserta los números en la ecuación . Ahora que tienes y , introduce esos valores en la ecuación . Te dará un número descrito en Newtons, o N .Anuncio
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Ejemplo #1: Un objeto tiene una masa de 100 kg. ¿Cuál es su peso en la superficie de la Tierra?
- Sabemos que equivale a 100 kg, y equivale a 9,8 m/s 2 (dado que esta es la aceleración gravitacional en la superficie de la Tierra).
- Sustituye estos valores en la ecuación: = 100 kg * 9,8 m/s 2 .
- = 980 N. En otras palabras, en la superficie de la Tierra, un objeto con una masa de 100 kg pesará alrededor de 980 Newtons en la Tierra.
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Ejemplo #2: Un objeto tiene una masa de 40 kg. ¿Cuál es su peso en la superficie de la luna?
- Sabemos que equivale a 40 kg, y equivale a 1,6 m/s 2 (ya que la aceleración gravitacional en la superficie de la Luna es de 1,6 m /s 2 ).
- Sustituye estos valores en la ecuación: = 40 kg x 1,6 m/s 2 .
- = 64 N. En otras palabras, en la superficie de la luna, un objeto con una masa de 40 kg pesará aproximadamente 64 Newtons en la luna.
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Ejemplo #3: Un objeto pesa 549 Newtons en la superficie de la Tierra. ¿Cuál es su masa?
- Para este problema, tenemos que trabajar hacia atrás. Tenemos y , pero necesitamos calcular .
- Establece la ecuación: 549 = * 9,8 m/s 2 .
- En lugar de multiplicar * , divide por . En otras palabras, .
- Conectando nuestros valores, nos da = 549/9.8 m/s 2 .
- = 56 kg. En otras palabras, un objeto que pese 549 Newtons en la superficie de la Tierra tendrá una masa de unos 56 kilogramos.
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Evita confundir masa y peso. Recuerda que la masa es la cantidad de "cosas" en un objeto, que permanece igual sin importar a dónde lo muevas. El peso mide la fuerza de la gravedad sobre esa "cosa", que cambia si te mueves por el espacio. Prueba estos recursos mnemotécnicos para ayudarte a memorizar las unidades:
- La masa se mide en unidades de gramos o kilogramos. Tanto m asa como gra m o contienen la letra m . El peso se mide en newtons. Tanto pes o como newt o n contienen la letra o .
- Solo tienes un peso fijo mientras estás en la Tierra, pero incluso los astronautas tienen una masa estable cuando están en el espacio exterior.
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Usa siempre unidades científicas: kg, N y m/s 2 . La mayoría de los problemas de física usan newtons (' N ) para el peso, metros por segundo al cuadrado ( 'm/s 2 ) para la fuerza gravitacional y kilogramos ( kg ) para la masa. Si usas una unidad diferente para uno de estos valores, tus cálculos serán incorrectos. Convierte todos los valores a unidades científicas antes de insertarlos en la ecuación estándar. Estas conversiones pueden ayudarte si estás acostumbrado al sistema imperial/estadounidense:
- 1 libra-fuerza = ~4,448 newtons
- 1 pie = ~0,3048 metros
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Anexo: Pesos Expresados en kgf
- Un Newton es una unidad SI. Muy a menudo, el peso se expresa en kilogramo fuerza o kgf. Esta no es una unidad SI, por lo tanto menos impecable. Pero es muy conveniente para comparar pesos en cualquier lugar con pesos en la Tierra.
- 1 kgf = 9,8166 N.
- Divide el número calculado de Newtons por 9,80665, o usa la última columna cuando esté disponible.
- El peso del astronauta de 101 kg es de 101,3 kgf en el Polo Norte y de 16,5 kgf en la luna.
- ¿Qué es una unidad SI? Significa Systeme International d'Unites, un sistema métrico completo de unidades de medida para científicos.
Consejos
- La parte más difícil es entender la diferencia entre peso y masa, ya que la gente tiende a usar las palabras 'peso' y 'masa' indistintamente. Usan kilogramos para el peso, cuando deberían usar Newton, o al menos kilogramos fuerza. Incluso su médico puede discutir su peso, cuando se refería a su masa.
- La aceleración gravitatoria g también se puede expresar en N/kg. 1 N/kg = 1 m/s 2 exactamente. Así que los números siguen siendo los mismos.
- Un astronauta con una masa de 100 kg pesará 983,2 N en el Polo Norte y 162,0 N en la Luna. En una estrella de neutrones, pesará aún más, pero probablemente no lo notará.
- Las balanzas miden la masa (en kg), mientras que las básculas se basan en resortes de compresión o expansión para medir tu peso (en kgf).
- La razón por la que se prefiere el Newton sobre el kgf que parece tan conveniente es que muchas otras cosas se calculan más fácilmente cuando se conoce el número de Newtons.
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Referencias
- ↑ https://www.grc.nasa.gov/www /k-12/VirtualAero/BottleRocket/airplane/wteq.html
- ↑ https://web.mst.edu/~reflori/be150/Dyn%20Lecture%20Videos/F =ma%20Partícula%20Recto%20Línea%201/F=ma%20Partícula%20Recto%20Línea%201.pdf
- ↑ https://www.physicsclassroom.com/class/1DKin/Lesson-5/Acceleration-of-Gravity
- ↑ https://hypertextbook.com/facts/2004/MichaelRobbins.shtml
- ↑ https://www.smartconversion.com/otherInfo/gravity_of_planets_and_the_sun.aspx
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