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¿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, posiblemente ponderes lo que vas a comer llenando un cuenco de cereales. Si vas a mandar una carta o bien un bulto, probablemente 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 mayor parte de los productos se fundamenta en su peso. En algunos países, aun el dinero que tienes en el bolsillo se basa 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. Mas, ¿qué es exactamente el peso y de qué manera se mide en la práctica? Veámoslo más de cerca.

Foto: La manera 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 marcha como un balancín, oscilando 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 el momento en 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 manera funcionan las balanzas

¿Las libras no son una medida de fuerza y no de masa?

Más información

Peso y masa

Ya antes de proseguir 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 forma 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 acostumbran a 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 y en toda circunstancia obtendrás exactamente 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 ligeramente en toda la Tierra, con lo que, aunque el pedazo de hierro tenga exactamente 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 existe en la Tierra. Por lo tanto, las cosas pesan solo una sexta parte en la Luna que en la Tierra, si bien su masa sea exactamente la misma en ambos lugares. ¿Por qué las cosas son más pesadas en la Tierra? Fundamentalmente pues 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 transforma la masa en peso multiplicando por 10 aproximadamente (por el hecho de que 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 kilogramos o bien libras) pues cualquier masa en la Tierra se transforma en un peso prácticamente de igual modo. Jamás se oye a la gente decir cosas como "peso 700 newtons", si bien -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 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 conforme la fuerza de gravedad de cada planeta (o 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 pues hay más "cosas" que tiran de tu cuerpo. Mas no es tan sencillo, 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 dos factores opuestos, obtenemos la fuerza de la gravedad en la superficie de cada planeta (o bien estrella). Acá tienes algunos 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 antiguas (a veces llamadas 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 idearon en la temporada romana, pero todavía se utilizan en la actualidad. Los médicos y las enfermeras aún 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 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 U.S.A..

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 esta empuja hacia abajo, estirando o comprimiendo un muelle en su interior y haciendo virar una aguja alrededor de un dial (puede ver precisamente 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 momento en forma de lectura digital. Las balanzas que la gente emplea para pesarse suelen funcionar de este modo. 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 produce una corriente eléctrica cuando se aprieta: cuanto más se empuja, más corriente produce. Por lo tanto, 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" (realmente 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 ésta 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 manera instantánea en onzas.

Los objetos grandes (como los camiones) son, evidentemente, demasiado grandes para pesarlos con básculas o bien balanzas normales, pero sigue siendo importante pesarlos para revisar, por poner un ejemplo, que no son demasiado pesados para transportarlos en aeroplanos o bien barcos. 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 ejercen los cilindros 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 cilindros. Si conoces el peso en orden de marcha del camión (peso en orden de marcha o peso en vacío), que acostumbra a estar pintado en el lateral del vehículo, puedes calcular fácilmente el peso de su carga por sustracción.

Cómo 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. Si bien las balanzas miden la fuerza, dan medidas de masa en kilos, gramos, libras o lo que sea. Esto puede ser un poco confuso, mas es admisible pues (como se ha explicado anteriormente) el peso y la masa están conectados de forma sencilla y con frecuencia se emplean indistintamente en la vida rutinaria.

Imaginemos que tienes una fácil báscula de cocina como esta. Si eres un curioso apremiante (como yo) y quitas el puntero y la esfera (sin romperlos en pedazos y destruír la balanza en el proceso), vas a ver el mecanismo que se oculta 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 aquí todo bien, pero ¿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 hacia abajo, el piñón (el pequeño engranaje al que está unido el puntero) vira. En la fotografía de la izquierda se puede ver de qué manera 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 conforme la plataforma desciende. https://comidafirstredaccion.tumblr.com/post/640932489709387776/te-ense%C3%B1amos-basculas-de-ba%C3%B1o-bonita-y-rebajada 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?

Algunas veces recibo mails de personas (en 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 principales 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) durante más de medio siglo y su actual Manual (44-2013) incluye onzas, libras y piedras como unidades de masa, como el Laboratorio Nacional de Física del R. Unido. Todas y cada una de las básculas que fotografié para este artículo tienen escalas marcadas en kilogramos y gramos (por un lado) 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 encuentran en una estación de tren en Bath, Inglaterra. Pueden pesar objetos de hasta ciento noventa y dos kg (24 piedras), lo bastante 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 kilogramos) o imperiales (libras y piedras).

Es cierto que en las viejas mediciones imperiales la libra podía emplearse para medir la fuerza, y ciertas personas hacen a veces la diferencia utilizando los términos "libra (masa)" (lb-m/lbm) o "libra avoirdupois" y "libra-fuerza" (lb-f/lbf). A los ingenieros, particularmente, les agrada charlar de libras como unidades de fuerza. Sin embargo, si usted es un científico, es mejor no entrar en este juego; la libra es click aqui 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 utilizan las unidades métricas del SI (kilogramos para la masa y newtons para la fuerza), todo va a tener 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) cuando comienzas a usarlo.