¿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 comprobar tus progresos. Si desayunarás, es posible que ponderes lo que comerás llenando un cuenco de cereales. Si vas a mandar una carta o un paquete, seguramente 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 mayoría de los productos se fundamenta en su peso. En algunos países, incluso el dinero que tienes en el bolsillo se basa en un sistema de peso. (Las libras esterlinas y también irlandesas, por ejemplo, originalmente pesaban precisamente una libra). Dado que gran parte de nuestro planeta se rige por el peso, es muy importante contar con métodos de pesaje precisos. Pero, ¿qué es precisamente el peso y de qué manera se mide en la práctica? Veámoslo más de cerca.
Foto: La forma más sencilla de pesar: un juego de pesas de latón a la vieja usanza y una balanza para medir las cartas antes de enviarlas por correo. La balanza marcha 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 pone la carta en un platillo y se ponen unas pesas en el otro hasta que la aguja del centro se equilibra exactamente (apunta hacia 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 manera se puede medir el peso?
De qué forma marchan las balanzas
¿Las libras no son una medida de fuerza y no de masa?
Más información
Peso y masa
Antes de continuar adelante, aclaremos la diferencia entre peso y masa. La mayoría de las veces, cuando charlamos de peso, nos referimos a la masa. Los kilogramos, 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 manera 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 (rojo) 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 pedazo de hierro o cobre y lo llevas a diferentes lugares de la Tierra (o incluso a la Luna) para medir su masa, siempre y en toda circunstancia 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 tenuemente en toda la Tierra, con lo que, aunque el pedazo de hierro tenga 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 más o menos una sexta una parte de la que hay en la Tierra. Por consiguiente, 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? Esencialmente pues la Tierra es mucho más masiva que la Luna. Atrae los objetos con más fuerza y eso les da más peso.
Si se emplean 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 10 más o menos (pues la fuerza de la gravedad en la Tierra es de unos 10 newtons/kg). La mayoría de las veces, es admisible referirse a los pesos en unidades de masa (como kilogramos o libras) porque cualquier masa en la Tierra se transforma en un peso prácticamente del mismo modo. Jamás se oye a la gente decir cosas como "peso setecientos newtons", aunque -científicamente hablando- deberían hacerlo.
¿Cuánto pesarías en Marte?
Astronautas de la NASA practican la flotación en ingravidez en el avión simulador del cometa KC-ciento treinta y cinco.
Foto: Lo que pesas depende de dónde te halles, como están comprobando estos astronautas en un aeroplano de adiestramiento. Simula la ingravidez haciendo inmersiones profundas cara la Tierra. Fotografía cortesía de la NASA en The Commons.
El sitio del Exploratorium tiene una pequeña página en la que puedes calcular tu peso en otros mundos. Marcha tomando tu peso en la Tierra y ajustándolo conforme 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 aguardar, un planeta más masivo, como Júpiter, te atraerá con mucha más fuerza que la Tierra, simplemente por el hecho de que hay más "cosas" que tiran de tu cuerpo. Mas no es tan fácil, por el hecho de que hay que rememorar que Júpiter es también un planeta más grande que la Tierra (tiene un radio mayor). Esto tenderá a hacer que te atraiga menos, por el hecho de que si te sitúas en la superficie de Júpiter, hay una mayor distancia entre tu cuerpo y el centro del planeta: estás más lejos, con 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). Aquí tienes algunos para comenzar.
¿De qué manera se puede medir el peso?
El peso de un objeto se puede determinar con un instrumento llamado báscula.
Las balanzas de platillo viejas (en ocasiones denominadas balanzas) consisten literalmente en equilibrar 2 platillos de balanza con pesos conocidos en un platillo y el objeto que se quiere pesar en el otro. En un tipo de balanza levemente 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 similar a un balancín, hasta encontrar un punto de equilibrio. Las balanzas de acero se inventaron en la época romana, mas todavía se emplean hoy en día. Los médicos y las enfermeras todavía los emplean para pesar a los bebés pequeños.
Un pequeño timbal usado para medir cartas en una oficina de correos.
Foto: Formas de pesar: uso de un acerico para medir el peso de las cartas. Se ponen las cartas en el platillo, se mueve la pesa deslizante hasta el momento en que el brazo esté horizontal y después se lee el peso en la balanza. Fotografía de Tiffini M. Jones, cortesía de la Marina de los E.U..
Muchos cocineros usan balanzas de muelle en lugar de balanzas de plato y pesas. Se pone el objeto a pesares en la parte superior de una plataforma móvil y ésta empuja hacia abajo, estirando o comprimiendo un muelle en su interior y haciendo girar una aguja alrededor de un dial (puede ver exactamente cómo marcha 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 acostumbran a funcionar de esta forma. 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 produce una corriente eléctrica cuando se aprieta: cuanto más se empuja, más corriente genera. En consecuencia, 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 https://telegra.ph/la-mejor-bascula-basculas-de-bano-analisis-sobre-los-pros-de-tenerla-01-21 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 transforma de forma instantánea en onzas.
Los objetos grandes (como los camiones) son, evidentemente, demasiado grandes para pesarlos con básculas o balanzas normales, pero prosigue siendo importante pesarlos para revisar, por servirnos de un ejemplo, que no son demasiado pesados para transportarlos en aeroplanos o navíos. Los camiones se pesan conduciéndolos sobre unas pasarelas metálicas llamadas básculas puente, que se apoyan en unos tubos hidráulicos. Cuanto más pesado es el camión, mayor es la fuerza que ejercitan los tubos y más tienen que empujar cara arriba para equilibrar el peso del camión con precisión. 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 básculas miden cuánto pesa algo, y lo hacen midiendo la fuerza que existe entre el objeto que se pesa y el planeta Tierra. Si bien las balanzas miden la fuerza, dan medidas de masa en kilos, gramos, libras o bien lo que sea. Esto puede ser un poco confuso, pero es admisible por el hecho de que (como se ha explicado anteriormente) el peso y la masa están conectados de forma sencilla y frecuentemente se emplean indistintamente en la vida cotidiana.
Imaginemos que tienes una sencilla báscula de cocina como ésta. Si eres un curioso apremiante (como yo) y quitas el puntero y la esfera (sin romperlos en pedazos y destrozar 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 cara abajo, estirando un potente muelle al hacerlo. Cuanto más pesado es el objeto, más lo empuja la gravedad cara abajo y más se estira el muelle. Hasta aquí todo bien, mas ¿cómo transformamos ese estiramiento del muelle en una medida numérica?
Una naranja en la parte superior de una simple balanza de cocina. Mecanismo en 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. A medida que la plataforma (cremallera) se mueve cara abajo, el piñón (el pequeño engranaje al que está unido el puntero) gira. En la foto de la izquierda se puede ver cómo ocurre esto. En la fotografía de la derecha, en la parte trasera de la balanza, se puede ver el potente y grueso muelle que se estira a medida que la plataforma desciende. El mecanismo es a la perfección 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 giran alrededor del dial el doble.
Puntero y piñón de cremallera en una balanza de cocina sencilla. Muelle dentro de una simple báscula electrónica.
¿No son las libras una medida de fuerza y no de masa?
Algunas veces recibo correos de personas (por norma general de E.U.) 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 sostener 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 definido la libra como una medida de masa (1 libra = 0,453 kg) durante más de medio siglo y su actual Manual (44-2013) incluye onzas, libras y piedras como unidades de masa, del mismo modo que el Laboratorio Nacional de Física del R. Unido. Todas y cada una de las básculas que fotografié para este artículo tienen escalas marcadas en kilos y gramos (por una parte) y piedras, libras y onzas (por el otro), mostrando la equivalencia entre ellas: todas son unidades de masa.
Grandes balanzas mecánicas en una estación de tren.
Foto: Estas básculas tradicionales se hallan en una estación de ferrocarril en Bath, Inglaterra. Pueden pesar objetos de hasta 192 kg (24 piedras), lo suficiente 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 viejas mediciones imperiales la libra podía utilizarse para medir la fuerza, y algunas personas hacen en ocasiones la diferencia usando los términos "libra (masa)" (lb-m/lbm) o "libra avoirdupois" y "libra-fuerza" (lb-f/lbf). A los ingenieros, en particular, les gusta hablar de libras como unidades de fuerza. bascula carrefour pesa mal Sin embargo, si 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 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 tendrá mucho más sentido.
Para saber más, le aconsejo que lea los artículos de Wikipedia sobre la libra (masa) y la libra (fuerza). Fíjate en lo confuso que resulta el anticuado sistema de la libra (fuerza) en el momento en que comienzas a emplearlo.