Masa y peso

[alonso]

Hola Pazos75:

Gracias por tu respuesta, ya se que un globo aerostático asciende por el principio de Arquímedes, pero no era eso lo que yo preguntaba. De las intervenciones anteriores, y también de tu respuesta, se deduce que un globo aerostático tiene peso positivo, pero nadie lo dice expresamente. Por otro lado, es claro que si tratas de pesar un globo por el procedimiento de colocarlo encima de una balanza, sin tomar mayores precauciones, entonces el peso sale negativo ya que tira del platillo hacia arriba en lugar de empujarlo hacia abajo.

Para responder si es negativo o positivo todo depende de cómo se defina "peso". Así que lo preguntaré de otra manera:

¿Creéis que el peso de un globo aerostático debe ser positivo o negativo?.

Saludos.

[Pazos75]

Pos yo lo veo claro , el peso es una de las componentes, y como todos los pesos el vector apunta al centro de la tierra (no?), la otra componente es el empuje que se produce al llenar el globo con aire menos denso. Cuando la segunda componente supera al peso, la resultante hace que el globo ascienda, pero el peso sigue ahi (no?).

PD. Me gusta participar, pero soy consciente de no estar a la altura y de que en cualquier momento soy carne de cañon en este foro, sed benevolos




Saludos

[alonso]

Hola de nuevo Pazos75:

La explicación que das acerca de por qué el globo sube es, en mi opinión, la correcta. Pero mi pregunta va por otro lado.

La definición de "peso" que se puede encontrar en la mayoría de los libros es: "La fuerza de atracción que la Tierra ejerce sobre un cuerpo". En el caso de un globo aerostático el empuje del aire es superior a la atracción de la Tierra y el globo sube. La fuerza de atracción de la Tierra sobre el globo (el peso) valdrá algunas toneladas, pero la balanza medirá un peso negativo, debido al empuje del aire, de algunos Kg.

Según la definición habitual de peso, el globo pesa varias toneladas. Según la balanza el globo pesa varios Kg negativos.

En este sentido, se puede decir que la balanza es un instrumento que mide el peso de los cuerpos con un error pequeño en la mayoría de los casos, pero con un error grande cuando se trata de globos aerostáticos o cuerpos de muy poca densidad.

Las balanzas, hoy por hoy, se pueden hacer muy precisas, de forma que, el error que cometemos con la balanza al pesar, se va a deber más a la propia definición de "peso" que a la falta de precisión de la balanza. Por ejemplo, al pesar cuerpos con densidad parecida a la del agua, el error que comete la balanza debido al empuje del aire es del orden del 0,1% del peso del cuerpo

Mi pregunta es:

¿No habremos sido poco certeros al definir "peso"?. O, dicho de otro modo: ¿En general, el "peso" que nos interesa es el de la balanza o es el de "la fuerza de atracción de la Tierra"?.

Saludos.

[Pazos75]

Es que la balanza solo mide el peso de un cuerpo en el caso concreto de que este sea la única fuerza que actúa sobre el cuerpo, si hay mas fuerzas como en el caso de un globo estaría midiendo no el peso, si no la resultante.

[alonso]

Hola Pazos75:

Tal y como tu dices, en el caso del globo, la balanza mide la RESULTANTE en lugar del peso. Pero esto es así no sólo para el globo sino para cualquier cuerpo que ocupe un volumen, ya que el principio de Arquímedes sigue siendo aplicable. Por ejemplo, si pesas un litro de agua a la temperatura de 4ºC con una balanza, la masa sabemos que es 1Kg, por lo que el peso, al nivel del mar, será también de 1 Kg (fuerza), pero el agua desaloja 1 litro de aire, el cual viene a pesar 1,2 g = 0,0012 Kg. (depende de la temperatura y de la presión atmosférica), por lo que la balanza no medirá el peso del agua sino la RESULTANTE: 1 Kg - 0,0012 Kg = 0,9988 Kg. Que son muy parecidos pero no son iguales (y eso que no hemos tenido en cuenta otras fuerzas que también actúan como la fuerza centrífuga de la Tierra, que en España, y para ese litro de agua, es de 2,6g de peso (3g en Fuerteventura), de los cuales 1,95g (2,65g en Fuerteventura) son de componente vertical hacia arriba). La balanza que hay en la cocina de mi casa es una electrónica de baratillo que pesa hasta 2 kg con una resolución de 1g. Es decir, mi modesta balanza ya sería capaz de distinguir, y no marcaría el peso de un litro de agua (1 Kg) sino la RESULTANTE (unos 997g = 998,8 – 1,95g).

Con la definición de peso actual (“fuerza con que la Tierra atrae una masa”), la conclusión es que las balanzas no miden el “peso” sino la RESULTANTE.

Pero, antes de esta discusión, me preguntan a mí, a ti, a Arquímedes o a cualquiera:

¿Para que vale una balanza? Contestamos: Para pesar.
¿Qué magnitud se mide con una balanza? Decimos: El peso.

El único que no se equivocaría sería Arquímedes ya que en su época la balanza sí que medía el peso, pues la definición actual de “peso” es posterior a Newton. En aquella época se llamaba peso a “la fuerza con la que hay que sostener a un cuerpo”, es decir, se llamaba “peso” a lo que ahora hemos llamado la RESULTANTE.

Sinceramente, pienso que Newton supuso un inmenso avance, pero quienes cambiaron la definición de “peso” cometieron un leve retroceso.

Saludos, y disculpa por lo extenso del mensaje.

[XLAlvarez]

Sinceramente, pienso que Newton supuso un inmenso avance, pero quienes cambiaron la definición de “peso” cometieron un leve retroceso.

Yo no veo que hayan cometido ningún retroceso. La definición actual está bien: el peso es la fuerza con la que un cuerpo atrae a otro (la tierra en este caso).

Lo que pasa es que cometemos un error al medir con la balanza, porque no tenemos en cuenta que el cuerpo a pesar también desaloja un volumen de aire, y este tiene un peso. Sin embargo, si utilizases la balanza en una camara al vacío, no cometerias ese error.

Pero para nada el error está en la definición; está en que despreciamos el infimo peso del aire. Cuando tu te pesas en casa, lo que te indica tu vascula no es tu peso real; sino que tu en realidad pesas un poquito más.

Saluos.

[alonso]

Hola XLAlvarez:

Básicamente tienes razón en todo, si acaso puntualizar que el error que se comete con la balanza no está sólo en despreciar el “ínfimo peso del aire” ya que la balanza también tiene que oponerse a la fuerza centrífuga (correspondiente al giro de la tierra) que actúa sobre el cuerpo que queremos pesar. Es decir, para hallar el verdadero peso no basta con usar la balanza en una cámara de vacío, también hay que dejar de girar con la Tierra, y eso no es tan fácil.

No estoy de acuerdo con la definición actual de “peso” porque “peso” es una palabra bien corriente: la usa TODO el mundo de forma cotidiana. Si te fijas cuando hablamos de nuestro peso, de lo que pesan las manzanas que compramos, etc.. nos referimos siempre a lo que indica la balanza. Y si preguntas a cualquiera: ¿Qué se mide con una balanza? Te contestará: EL PESO. Esto te lo contestará TODO el mundo, incluidos todos los que han contribuido a que la definición sea la actual; Incluido tú en tu mensaje, pues dices “... cuando tu te pesas en casa...”. Hablando con propiedad yo, en casa, no me peso, sólo uso la balanza, que es parecido pero es distinto.

Fíjate que el uso cotidiano que hace TODO el mundo de la palabra“peso” es para referirse al MISMO concepto (la fuerza con que hay que sostener un cuerpo), y el diccionario atribuye a dicha palabra un concepto parecido pero DISTINTO (la fuerza con que un cuerpo es atraído por la Tierra). Creo que no es exagerado decir que la definición del diccionario no ha sido certera.

Pero esto no es lo peor. Bueno, lo peor lo dejo para otro día, que ya me he enrollado demasiado.

Saludos.

[alonso]

Hola de nuevo:

La mayor parte de las veces que utilizamos la balanza, por ejemplo cuando nos pesamos, cuando compramos 1Kg de manzanas, etc. no es para saber con qué fuerza son atraídas por la Tierra (su peso), ni tampoco para medir la fuerza con que hay que sostenerlas (justo esto es lo que mide la balanza) sino para conocer la “cantidad de materia”, es decir, queremos medir su masa. Utilizamos la balanza para estimar la “masa”. Una medida precisa de la “masa” nos obliga a ir al laboratorio y hacer un ensayo complicado, pero casi siempre nos vale con la precisión que da la balanza.

Hay veces que no utilizamos la balanza para estimar la masa, sino que la usamos para conocer la fuerza que hay que hacer para sostener algo, por ejemplo cuando, en el aeropuerto, nos ponen el equipaje sobre la báscula, o cuando usamos la báscula para equipos que tienen que ser montados en un montacargas, subidos por una grúa, pasar por un puente, ir montados en un barco, etc. En este caso la balanza mide exactamente lo que queremos saber: la fuerza con que hay que sostenerlos.

Resumiendo: la masa es el concepto que más nos interesa, pero es difícil de medir. La medida de la balanza nos interesa a veces, pero sobretodo recurrimos a la balanza, debido a su facilidad de uso, para estimar la masa.

Sin embargo, el peso (la fuerza con que atrae la Tierra a un cuerpo) no es nada fácil de medir (también hay que ir al laboratorio), con lo que no es útil para estimar la masa, y además tampoco nos interesa medirlo (a algún astrónomo en alguna circunstancia concreta puede que sí). ¿Por qué, en el diccionario, le dedican una palabra a un concepto así, que no es ni útil ni interesante? Y LO PEOR: ¿Por qué le dedican “esa palabra” (peso) a costa de hurtársela a un concepto muy útil y también interesante, y a costa de hacernos hablar mal a toda la población cada vez que la utilizamos?.

Disculpa tanto rollo XLAlvarez. Sólo espero haber explicado por qué, en mi opinión, la definición actual está mal.

Saludos.

[HiPeRioNNN]

Hola,

alonso, creo que tu duda se debe a que no interpretas del Principio de Arquímedes el hecho de que el globo, como cuerpo sumergido (en la atmósfera) que es, sufre una fuerza de empuje hacia arriba que vence al peso del globo (lo cual quiere decir que ni la masa ni el peso del globo son nulos, ni mucho menos negativos).

No es necesario, por tanto, hacer uso de la velociad de la Tierra ni de fuerzas centrípetas

Me gustaría haceros una preguntilla relacionada con el principio de arquímedes que, dada la edad que tengo, ya va siendo hora de que la entienda
(me da un poquiiiiiillo de vergüenza, jejeje)

no entiendo por qué Arquímedes, para obtener la densidad de la corona en cuestión, necesitó montarse la pirula con el agua... sabiendo que P=m*g y que m=d*V, por tanto P=d*V*g, sólo con hacer una balanza de pesos entre la corona dichosa y un volumen igual de oro lo hubiera podido descubrir, no?

¿Alguien sería tan amable de explicarme con pocos detalles la forma exacta en que procedió Arquímedes? En cada sitio lo cuentan de forma distinta y no me aclaro.

Saludos.

[Alex]

no entiendo por qué Arquímedes, para obtener la densidad de la corona en cuestión, necesitó montarse la pirula con el agua... sabiendo que P=m*g y que m=d*V, por tanto P=d*V*g, sólo con hacer una balanza de pesos entre la corona dichosa y un volumen igual de oro lo hubiera podido descubrir, no?

Parece que si, supongo, que lo que ocurre es que el volumen (y el peso) debian ser calculados con extrema precisión para obtener un resultado fiable. La forma mas exacta de calcular un volumen de una masa irregular es sumergiendola en agua. El agua desplazada siempre te dará el volumen exacto, por muy irregular que sea la masa... Y lo de la balanza ya lo tenían dominado