Comprender los términos físicos y conocer las definiciones de cantidades juega un papel importante en el estudio de diversas leyes y para resolver problemas de física. Uno de los conceptos fundamentales es el concepto de masa corporal. Echemos un vistazo más de cerca a la pregunta: ¿qué es el peso corporal?
Historia
Teniendo en cuenta la visión moderna de la física, es seguro decir que la masa de un cuerpo es una característica que se manifiesta durante el movimiento, durante la interacción entre objetos reales, así como durante las transformaciones atómicas y nucleares. Sin embargo, esta comprensión de la masa tomó forma bastante recientemente, literalmente en las primeras décadas del siglo XX, gracias a la teoría de la relatividad creada por Einstein.
Retrocediendo más en la historia, recordamos que algunos filósofos de la antigua Grecia creían que el movimiento no existe, por lo que no existía el concepto de masa corporal. Sin embargo, había un concepto de peso corporal. Para ello, basta recordar la ley de Arquímedes. El peso está relacionado con el peso corporal. Sin embargo, no tienen el mismo valor.
BEn la era moderna, gracias a los trabajos de Descartes, Galileo y especialmente Newton, se formaron los conceptos de dos masas diferentes:
- inercial;
- gravitacional.
Como resultó más tarde, ambos tipos de masa corporal tienen el mismo valor, que por su naturaleza es característico de todos los objetos que nos rodean.
Inercial
Hablando de masa inercial, muchos físicos están comenzando a dar una fórmula para la segunda ley de Newton, en la que la fuerza, la masa corporal y la aceleración están conectadas en una igualdad. Sin embargo, existe una expresión más fundamental a partir de la cual el mismo Newton formuló su ley. Se trata de la cantidad de movimiento.
En física, el impulso se entiende como un valor igual al producto de la masa del cuerpo m y la velocidad de su movimiento en el espacio v, es decir:
p=metrov
Para cualquier cuerpo, los valores p y v son variables vectoriales de la característica. El valor m es algún coeficiente constante para el cuerpo considerado, que conecta p y v. Cuanto mayor sea este coeficiente, mayor será el valor de p a velocidad constante y más difícil será detener el movimiento. Es decir, la masa de un cuerpo es una característica de sus propiedades inerciales.
Usando la expresión escrita para p, Newton obtuvo su famosa ley, que describe matemáticamente el cambio en el momento. Suele expresarse de la siguiente forma:
F=metroun
Aquí F es la fuerza que actúa sobre un cuerpo de masa m y le confiere una aceleración a. Como enen la expresión anterior, la masa m es el factor de proporcionalidad entre las dos características del vector. Cuanto mayor es la masa del cuerpo, más difícil es cambiar su velocidad (menor que a) con la ayuda de una fuerza constante F.
Gravedad
A lo largo de la historia, la humanidad ha seguido el cielo, las estrellas y los planetas. Como resultado de numerosas observaciones en el siglo XVII, Isaac Newton formuló su ley de gravitación universal. Según esta ley, dos objetos masivos se atraen entre sí en proporción a dos constantes M1 y M2 e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia R entre ellos, es decir:
F=SOLM1 M2 / R2
Aquí G es la constante gravitacional. Las constantes M1 y M2 se denominan masas gravitatorias de los objetos que interactúan.
Así, la masa gravitacional de un cuerpo es una medida de la fuerza de atracción entre objetos reales, que no tiene nada que ver con la masa inercial.
Peso y masa corporal
Si la expresión anterior se aplica a la fuerza de gravedad en nuestro planeta, entonces se puede escribir la siguiente fórmula:
F=mg, donde g=GM / R2
Aquí M y R son la masa de nuestro planeta y su radio, respectivamente. El valor de g es la aceleración de caída libre familiar para todos los escolares. La letra m denota la masa gravitacional del cuerpo. Esta fórmula te permite calcular la fuerza de atracción por parte de la Tierra de un cuerpo con una masa de m.
Según la tercera ley de Newton, la fuerza F debe seres igual a la reacción del soporte N sobre el que descansa el cuerpo. Esta igualdad nos permite introducir una nueva cantidad física: el peso. El peso es la fuerza con la que el cuerpo estira la suspensión o presiona sobre un determinado soporte.
Muchas personas que no están familiarizadas con la física no distinguen entre los conceptos de peso y masa. Al mismo tiempo, son valores completamente diferentes. Se miden en diferentes unidades (masa en kilogramos, peso en newtons). Además, el peso no es una característica del cuerpo, pero sí la masa. Sin embargo, se puede calcular la masa de un cuerpo m, conociendo su peso P. Esto se hace mediante la siguiente fórmula:
m=P / g
La masa es una sola característica
Se señaló anteriormente que la masa de un cuerpo puede ser gravitacional e inercial. Al desarrollar su teoría de la relatividad, Albert Einstein partió de la suposición de que los tipos de masa marcados representan la misma característica de la materia.
Hasta ahora se han realizado numerosas mediciones de ambos tipos de masas corporales en diversas situaciones. Todas estas medidas llevaron a la conclusión de que las masas gravitacional e inercial coinciden entre sí con la precisión de los instrumentos que se utilizaron para determinarlas.
El rápido desarrollo de la energía nuclear a mediados del siglo pasado profundizó la comprensión del concepto de masa, que resultó estar relacionado con la energía a través de la constante de velocidad de la luz. La energía y la masa de un cuerpo es una manifestación de alguna esencia única de la materia.
