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Masa

Masa
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Concepto:cantidad de materia del objeto
Masa. Es la magnitud física que permite expresar la cantidad de materia que contiene un cuerpo.

Concepto de masa

El concepto de masa surge de la relación de dos leyes: la ley de la Gravitación Universal de Newton y la segunda Ley de Newton. Según la ley de la Gravitación de Newton, la atracción entre dos cuerpos es proporcional al producto de dos constantes, denominadas masa gravitacional. La fuerza aplicada sobre un cuerpo es directamente proporcional a la aceleración que experimenta, se denomina a la constante de proporcionalidad: masa inercial del cuerpo.

No es obvio que la masa inercial y la masa gravitatoria coincidan. Sin embargo todos los experimentos muestran que sí. Para la física clásica esta identidad era accidental. Ya Newton, para quien peso e inercia eran propiedades independientes de la materia, propuso que ambas cualidades son proporcionales a la cantidad de materia, a la cual denominó "masa". Sin embargo, para Einstein, la coincidencia de masa inercial y masa gravitacional fue un dato crucial y uno de los puntos de partida para su Teoría de la Relatividad y, por tanto, para poder comprender mejor el comportamiento de la naturaleza. Según Einstein, esa identidad significa que: la misma cualidad de un cuerpo se manifiesta, de acuerdo con las circunstancias, como inercia o como peso.

En la Física clásica, la masa es una constante de un cuerpo. En física relativista, la masa es función de la velocidad que el cuerpo posee respecto al observador. Además, la física relativista demostró la relación de la masa con la energía, al quedar probada en las reacciones nucleares; por ejemplo, en la explosión de una bomba atómica queda patente que la masa es una magnitud que trasciende a la masa inercial y a la masa gravitacional.

Medida de la masa

Las unidades de masa a lo largo de la historia también presentan gran variedad. Lo primero a señalar es que hasta época tan reciente como 1901, no se distinguía claramente entre las magnitudes de masa y de peso. La masa es una magnitud medible, la materia aparte de ser algo concreto también se puede expresar como una explicación cualitativa de un cuerpo cualquiera. La unidad de medida de masa es el kilogramo, también se usa el gramo, donde un gramo es la milésima parte de un kilogramo (1 g = 0,001 kg) e incluso toneladas .

La masa es una de las magnitudes fundamentales de la física.

De hecho, muchos fenómenos de la naturaleza están, directa o indirectamente, asociados al concepto de masa. Casi todas las cosas en la naturaleza tienen masa, algunas masas se pueden ver y otras no se pueden ver. Una piedra o un ladrillo o una persona, se pueden ver y son masas, el aire no se puede ver pero está compuesto de masa, masa compuesta de partículas materiales muy pequeñas, que son imposibles de ver si no se emplea un microscopio bien poderoso. Se puede decir que las características de una materia, por ejemplo, en la naturaleza se encuentra en tres estados posibles, visibles o “sensorialmente” captables: sólido, líquido y gas.

Masa inercial y masa gravitacional

De acuerdo a las leyes de Newton

F = mi . a

Esta m i es la masa inercial, de la ley de gravitación universal se tiene que

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M g es la masa gravitacional, bajo un contexto diferente, entonces son dos cosas diferentes. En la practica se pudiera pensar y hasta utilizar un mismo valor para las dos masas, pero estas no son iguales.

La ley de gravitación se puede expresar así:

Se supone que hay un k = mi/mg

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Si la masa inercial y la gravitacional son iguales k debería ser igual a uno, al factorizar k queda:

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Donde por analogía con la ley de gravitación universal k² = G

De aquí se puede deducir que las dos masas no son iguales ya que experimentalmente se ha

demostrado que G = 6,667x10¯¹¹ N.m² / kg², entonces:


Formula140k.JPG

Esto llevó a Einstein a enunciar el Principio de equivalencia: “las leyes de la naturaleza deben expresarse de modo que sea imposible distinguir entre un campo gravitatorio uniforme y un sistema referencial acelerado”. Así pues, «masa inercial» y «masa gravitatoria» son indistinguibles y, consecuentemente, cabe un único concepto de «masa» como sinónimo de «cantidad de materia», según formuló Newton.

Enlaces externos

Fuentes

  • Libro de Texto de Física. 7mo grado
  • Libro de Texto de Física. 11no grado
  • Masa