¿Cuántas veces pesas las cosas a lo largo del día? Si estás a dieta, lo más probable es que te subas a la báscula cada mañana para comprobar tus progresos. Si vas a desayunar, posiblemente sopeses lo que vas a comer llenando un cuenco de cereales. Si vas a mandar una carta o un bulto, seguramente lo lleves a una oficina de correos a fin de que lo pesen. Cuando compras cosas en una tienda de comibles, el precio que pagas por la mayoría de los productos se basa en su peso. En ciertos países, incluso el dinero que tienes en el bolsillo se fundamenta en un sistema de peso. (Las libras esterlinas y también irlandesas, por ejemplo, originalmente pesaban exactamente una libra). Puesto que una gran parte de nuestro planeta se rige por el peso, es fundamental contar con métodos de pesaje precisos. Pero, ¿qué es exactamente el peso y de qué manera 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 ya antes de enviarlas por correo. La balanza funciona como un balancín, fluctuando de un lado a otro hasta 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 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?
¿Cómo se puede medir el peso?
Cómo marchan las balanzas
¿Las libras no son una medida de fuerza y no de masa?
Más información
Peso y masa
Antes de seguir adelante, aclaremos la diferencia entre peso y masa. La mayoría de las veces, cuando hablamos 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 cómo 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 suelen 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 incluso a la Luna) para medir su masa, siempre obtendrás 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, con lo que, aunque el pedazo de hierro tenga exactamente la misma masa, su peso varía: puede pesar un tanto más en Bangladesh que en el Tíbet. ¿Y en la Luna? En la Luna, la fuerza de la gravedad es aproximadamente una sexta una parte de la que existe en la Tierra. En consecuencia, las cosas pesan sólo una sexta parte en la Luna que en la Tierra, si bien su masa sea exactamente la misma en los dos lugares. ¿Por qué las cosas son más pesadas en la Tierra? Esencialmente porque 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 kilos (kg) y el peso en newtons (N) y se convierte la masa en peso multiplicando por diez aproximadamente (porque la fuerza de la gravedad en la Tierra es de unos diez newtons/kg). La mayoría de las veces, es admisible referirse a los pesos en unidades de masa (como kilos o bien libras) porque cualquier masa en la Tierra se convierte en un peso prácticamente de igual forma. Nunca se oye a la gente decir cosas como "peso setecientos newtons", si bien -científicamente hablando- deberían hacerlo.
¿Cuánto pesarías en Marte?
Astronautas de la NASA practican la flotación en ingravidez en el avión simulador del cometa KC-135.
Foto: Lo que pesas depende de dónde te encuentres, como están comprobando estos astronautas en un avión de entrenamiento. Simula la ingravidez haciendo inmersiones profundas cara la Tierra. Foto 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. Funciona tomando tu peso en la Tierra y ajustándolo según la fuerza de gravedad de cada planeta (o bien estrella), que podemos calcular a partir de la masa del planeta y su tamaño (su radio). Como es de aguardar, un planeta más masivo, como Júpiter, te atraerá con considerablemente más fuerza que la Tierra, sencillamente pues hay más "cosas" que tiran de tu cuerpo. Mas no es tan sencillo, porque hay que recordar que Júpiter es también un planeta más grande que la Tierra (tiene un radio mayor). Esto tenderá a hacer que te atraiga menos, porque si te ubicas 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 en cuenta estos dos factores opuestos, conseguimos la fuerza de la gravedad en la superficie de cada planeta (o bien estrella). Aquí tienes ciertos para empezar.
¿Cómo se puede medir el peso?
El peso de un objeto se puede determinar con un instrumento llamado báscula.
Las balanzas de platillo viejas (a veces 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 género de balanza ligeramente 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 temporada romana, pero todavía se emplean hoy día. Los médicos y las enfermeras aún los usan 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 después se lee el peso en la balanza. Fotografía de Tiffini M. Jones, cortesía de la Marina de los Estados Unidos.
Muchos chefs usan 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 forma funciona en el cuadro de abajo).
Todavía más cómodas que las balanzas de muelle son las balanzas electrónicas, que dan el peso al esta web instante en forma de lectura digital. Las balanzas que la gente usa para pesarse suelen marchar así. 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 suerte de cristal que produce una corriente eléctrica cuando se aprieta: cuanto más se empuja, más corriente genera. Por ende, cuanto más pesas, más corriente fluye en el transductor. Un circuito electrónico conectado al transductor mide la corriente y la convierte en una medida de "peso" (en realidad una medida de masa) en kilos, libras, piedras o bien 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 prosigue siendo esencial pesarlos para revisar, por servirnos de un ejemplo, que no son demasiado pesados para transportarlos en aeroplanos 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 ejercitan 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 cilindros. 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 de manera https://healthymejorredaccion.skyrock.com/3338917578-bascula-seguramente-la-mejor-bascula-de-bioimpedancia-en-2020.html fácil 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. Aunque las balanzas miden la fuerza, dan medidas de masa en kilogramos, gramos, libras o lo que sea. Esto puede ser un tanto confuso, pero es aceptable porque (como se ha explicado anteriormente) el peso y la masa están conectados de forma sencilla y con frecuencia se utilizan indistintamente en la vida rutinaria.
Supongamos que tienes una sencilla báscula de cocina como ésta. Si eres un curioso compulsivo (como ) y quitas el puntero y la esfera (sin romperlos en pedazos y destrozar la balanza en el proceso), vas a ver el mecanismo que se esconde en el interior. Al cargar el platillo (o bien empujarlo con la mano), una plataforma oculta dentro de la balanza se desliza hacia 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 acá todo bien, mas ¿de qué forma 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 especie 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 hacia abajo, el piñón (el pequeño engranaje al que está unido el puntero) gira. En la fotografía de la izquierda se puede ver de qué forma 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 con 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 fácil. Muelle en una simple báscula electrónica.
¿No son las libras una medida de fuerza y no de masa?
En ocasiones recibo e mails de personas (generalmente 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 principales 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 (cuarenta y cuatro-2013) 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 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 ferrocarril.
Foto: Estas básculas tradicionales se encuentran en una estación de ferrocarril en Bath, Inglaterra. Pueden pesar objetos de hasta 192 kg (24 piedras), lo bastante como para que quepan 2 adultos medios. Como la mayoría de las básculas, tienen dos diales que pueden dar una medida en unidades métricas (como los kilos) o imperiales (libras y piedras).
Es cierto que en las antiguas mediciones imperiales la libra podía utilizarse para medir la fuerza, y algunas personas hacen a veces la diferencia usando los términos "libra (masa)" (lb-m/lbm) o bien "libra avoirdupois" y "libra-fuerza" (lb-f/lbf). A los ingenieros, en particular, les agrada charlar de libras como unidades de fuerza. No obstante, 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 y cada una de las unidades imperiales, es mejor evitarla en la ciencia moderna. Si se utilizan las unidades métricas del SI (kilos para la masa y newtons para la fuerza), todo tendrá considerablemente 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 trasnochado sistema de la libra (fuerza) en el momento en que comienzas a usarlo.