¿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 sopeses lo que comerás llenando un cuenco de cereales. Si vas a mandar una carta o un bulto, probablemente lo lleves a una oficina de correos para 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 algunos países, aun el dinero que tienes en el bolsillo se fundamenta en un sistema de peso. (Las libras esterlinas y también irlandesas, por poner un 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 precisamente el peso y de qué manera se mide en la práctica? Veámoslo más de cerca.

Foto: La manera más sencilla 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 que el peso del platillo izquierdo es igual http://basculadigitalexperto.bearsfanteamshop.com/...cion-sobre-sus-caracteristicas 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?

¿Cómo 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 seguir 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 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 (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 suelen tener más masa que las pequeñas. Si tienes un trozo de hierro o cobre y lo llevas a diferentes lugares de la Tierra (o bien 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 cambia sutilmente en toda la Tierra, con lo que, aunque el trozo de hierro tenga exactamente la click 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 más o menos una sexta una parte de la que hay en la Tierra. Por lo tanto, las cosas pesan sólo una sexta parte en la Luna que en la Tierra, aunque su masa sea exactamente la misma en ambos lugares. ¿Por qué razón las cosas son más pesadas en la Tierra? Esencialmente porque la Tierra es considerablemente más masiva que la Luna. Atrae los objetos con más fuerza y eso les da más peso.

Si se utilizan 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 10 aproximadamente (porque la fuerza de la gravedad en la Tierra es de unos 10 newtons/kg). La mayor parte de las veces, es aceptable referirse a los pesos en unidades de masa (como kilos o bien libras) por el hecho de que cualquier masa en la Tierra se transforma en un peso prácticamente de igual modo. 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 halles, como están verificando estos astronautas en un aeroplano de entrenamiento. 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 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 esperar, 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 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, conseguimos la fuerza de la gravedad en la superficie de cada planeta (o 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 llamadas balanzas) consisten literalmente en compensar dos platillos de balanza con pesos conocidos en un platillo y el objeto que se quiere pesar en el otro. En un género 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 encontrar un punto de equilibrio. Las balanzas de acero se inventaron en la época romana, mas todavía se utilizan en nuestros días. Los médicos y las enfermeras aún los utilizan para pesar a los bebés pequeños.

Un pequeño timbal empleado 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 luego se lee el peso en la balanza. Fotografía de Tiffini M. Jones, cortesía de la Marina de los E.U..

Muchos chefs emplean balanzas de muelle en vez de balanzas de plato y pesas. Se coloca el objeto a pesares en la parte superior de una plataforma móvil y ésta empuja cara abajo, estirando o bien comprimiendo un muelle en su interior y haciendo girar una aguja en torno a un dial (puede ver precisamente cómo marcha en el cuadro de abajo).

Todavía más cómodas que las balanzas de muelle son las balanzas electrónicas, que dan el peso al instante en forma de lectura digital. Las balanzas que la gente emplea para pesarse suelen marchar de esta forma. Te pones de pie en una plataforma y tu peso, empujando cara abajo, comprime un sensor de presión llamado transductor piezoeléctrico. Se trata de una suerte de cristal que genera una corriente eléctrica cuando se aprieta: cuanto más se empuja, más corriente produce. Por consiguiente, 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" (realmente una medida de masa) en kilos, 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 balanzas normales, mas prosigue siendo esencial pesarlos para revisar, por servirnos de 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 ejercitan los tubos y más tienen que empujar cara arriba para equilibrar el peso del camión con precisión. Puedes calcular el peso del camión a partir de 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 suele estar pintado en el lateral del vehículo, puedes calcular sencillamente el peso de su carga por sustracción.

De qué forma funcionan 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 kilos, gramos, libras o bien lo que sea. Esto puede ser un poco confuso, mas es aceptable por el hecho de que (como se ha explicado previamente) el peso y la masa están conectados de manera sencilla y a menudo se usan indiferentemente en la vida cotidiana.

Pongamos que tienes una sencilla báscula de cocina como esta. 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), 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 cara 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, 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 en realidad 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) gira. En la fotografía 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 en una simple báscula electrónica.

¿No son las libras una medida de fuerza y no de masa?

De cuando en cuando recibo e-mails de personas (por norma general de USA) 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 definido la libra como una medida de masa (1 libra = 0,453 kg) a lo largo de más de medio siglo y su actual Manual (cuarenta y cuatro-2013) incluye onzas, libras y piedras como unidades de masa, del mismo modo 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 son unidades de masa.

Grandes balanzas mecánicas en una estación de tren.

Foto: Estas básculas tradicionales se hallan en una estación de tren en Bath, Inglaterra. Pueden pesar objetos de hasta ciento noventa y dos kg (veinticuatro piedras), lo bastante para que quepan 2 adultos medios. Como la mayor parte de las básculas, tienen dos diales que pueden dar una medida en unidades métricas (como los kilos) o bien imperiales (libras y piedras).

Es verdad que en las antiguas mediciones imperiales la libra podía emplearse para medir la fuerza, y ciertas personas hacen en ocasiones la diferencia usando los términos "libra (masa)" (lb-m/lbm) o bien "libra avoirdupois" y "libra-fuerza" (lb-f/lbf). A los ingenieros, particularmente, les gusta hablar de libras como unidades de fuerza. No obstante, 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 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 anticuado sistema de la libra (fuerza) una vez que empiezas a emplearlo.