MASA

MASA
Cuando escuchamos la palabra "masa", seguramente pensamos en algo relacionado con comida (masa para las
tortas fritas o para los tallarines, masas como sinónimo de "pastelitos"). En algunos lugares, decir que algo es
"una masa" es considerarlo muy aburrido ("la película fue una masa, casi me duermo").
Vemos que hay muchos significados para esa palabra. Nosotros nos referimos a la masa desde el punto de vista
de la Física. En ese sentido podemos decir que la masa es la magnitud que se mide con una balanza de platillos de
brazos iguales. Esta es una definición operacional, pues define la magnitud describiendo el proceso que se debe
realizar para medirla.
PARA HACER
Construir una balanza puede ser muy sencillo. Se necesita un soporte
vertical que sostenga una varilla (puede ser de madera) por el centro de
éste (estrictamente el llamado "centro de gravedad"), formando una
cruz, de manera que la varilla pueda moverse hacia los lados (girar) con el
menor rozamiento posible. De cada extremo de la varilla se cuelga un
platillo no muy pesado (puede ser una tapa de bollón, de plástico, sujeta a
la varilla de sus bordes por hilos). Para determinar mejor la posición de
equilibrio (a la cual se debe llegar cuando las masas en ambos platillos
son iguales, y que es la misma que cuando no hay cuerpos en éstos) se fija un alambre rígido o una aguja larga un
poco por debajo del centro de la varilla, y perpendicular a ésta. Como necesitarás cuerpos de masa conocida
puedes usar bolsitas con arena, monedas, o clips, cuyas masas puedes determinar con otra balanza (la de un
comercio, por ejemplo).
Por supuesto que en el proceso de construcción, o el de medición, puedes encontrar dificultades, pero
resolverlos también es parte de la diversión.
PARA PROFUNDIZAR
El hecho de que los cuerpos estén "sumergidos" en el aire hace que éstos reciban un empuje hacia
arriba (similar a lo que ocurre en el agua), que depende de su volumen. En la mayoría de los casos ese empuje es
tan pequeño que no se considera, pero, en teoría, puede introducir un error en la determinación de la masa.
Todos los cuerpos se atraen entre si, de forma que esa atracción es mayor cuanto mayor sea su masa
y menor su separación. por ejemplo, la atracción que sufre un cuerpo en Júpiter es 2,53 veces mayor que en la
Tierra, porque la masa de Júpiter es 318 veces mayor que la de la Tierra, pero su radio solo 11 veces mayor.
Esta concepción de masa es conocida como "masa gravitatoria" (relacionada con la mayor o menor atracción
gravitatoria).
También se puede concebir a la masa como relacionada con la "dificultad" que presenta un cuerpo para
cambiar su velocidad cuando actúa sobre él una fuerza determinada (a mayor masa, menor cambio de velocidad
en un mismo tiempo). en este caso se habla de "masa inercial".
Se puede demostrar que la masa gravitatoria y la inercial son equivalentes, pero no lo haremos aquí por
ser un poco complejo.
SEGUIR
EG
La unidad de masa en el Sistema Internacional es el kilogramo (kg), que es la masa de un cuerpo
(considerado "patrón", o referencia) que se conserva en Francia. Es usual utilizar otras unidades, como el
gramo, o el miligramo.
La masa es una propiedad de los cuerpos, y permanece sin cambio en los procesos mecánicos y químicos.
PARA HACER
¿Se conserva la masa de agua al pasar de sólida a líquida?
Puedes buscar una respuesta utilizando la balanza que construiste en "PARA HACER I", o con alguna otra que
puedas conseguir (de cocina, en un comercio, etc). Puedes determinar la masa de un trozo de hielo con su
recipiente, dejarlo derretir y medir nuevamente la masa. ¿A qué conclusión llegas? ¿Hay cambios de masa en los
cambios de estado?
Cuando agregamos sal de mesa al agua y agitamos, la sal aparentemente "desaparece" (en realidad se
disuelve). ¿quiere decir que la masa de sal también "desaparece"? ¿Cómo podríamos contestar a esto? ¿Es la
misma la masa de agua más la de sal por separado que la de la mezcla agua-sal? Puedes pensar y ejecutar un
procedimiento para averiguarlo.
Si un cuerpo cambia de forma: ¿cambiará su masa? Por ejemplo, puedes trabajar con un trozo de
plasticina, dándole diversas formas y determinando la masa en cada caso.
Si la temperatura es lo suficientemente alta, las sustancias que forman un huevo de gallina sufren
cambios químicos (es lo que ocurre al cocinarlo). Puedes hallar la masa antes y después de los cambios químicos
que ocurren durante la cocción y comparar. ¿Hay algún cambio?
PARA PROFUNDIZAR
Si no hay pérdidas en un sistema, su masa permanece inalterada. En los procesos nucleares, no
obstante, hay pérdidas medibles de masa que se relacionan con un gran desprendimiento de energía. La relación
entre la energía desprendida y el cambio de masa está dada por la ecuación E=mc 2, que indica que esa energía
es igual al cambio de masa por el cuadrado de la velocidad de la luz (que es 3,0x10 8 m/s), es decir, 9,0x1016
m2/s2 = 90.000.000.000.000.000 lo que confirma que pequeños cambios de masa producen enormes
desprendimientos de energía.
Por otra parte, a velocidades muy altas (cercanas a la de la luz), se produce una notoria variación de la
masa de un cuerpo, tal como predice la teoría de la Relatividad de Einstein.
SEGUIR
En el lenguaje común no se hace distinción entre masa y peso (es más, solo se habla de peso). Aunque éstos
están relacionados, es necesario distinguirlos claramente. La masa (dijimos) es una propiedad de los cuerpos,
que permanece inalterada en los procesos mecánicos o químicos, mientras que el peso es una fuerza que actúa
sobre los cuerpos (atracción gravitatoria), y, por lo tanto, puede cambiar. En el Sistema Internacional la masa
se mide en kg, y el peso, por ser una fuerza, se mide en Newton (N). Podemos medir el peso, por ejemplo, con un
resorte graduado, que se estire más cuanto mayor sea la fuerza aplicada en él.
PARA ENTENDER MÁS
¿Qué ocurre con la medida de masa y la de peso de un mismo cuerpo si cambiamos de lugar en el Sistema
Solar?
Por ejemplo, supongamos un cuerpo que en la Tierra tiene una masa de 1 kg y un peso de 9,8 N, en la Luna, en
Júpiter y en Mercurio.
en la Tierra
en la Luna
en Júpiter
en Mercurio
PARA PROFUNDIZAR MÁS
El peso se mide en Newton, que es la fuerza neta que debe actuar sobre un cuerpo de 1kg de masa para que
éste cambie de velocidad 1m/s en cada segundo.
FIN
*AUTOR : Humberto Martínez -.Profesor de Física. Egresado de I.P.A.
DISEÑO INFORMÁTICO: Mirel Nervenis - Profesora de Química e Informática.
Melo - Cerro Largo - Uruguay - Agosto 2002