¿QUÉ SUCEDE?

Masa y peso

Antes de entrar en el tema de la gravedad y cómo actos, es importante comprender la diferencia entre peso y masa.

A menudo usamos los términos «masa» y «peso» indistintamente en nuestro habla diaria, pero para un astrónomo o un físico son cosas completamente diferentes. La masa de un cuerpo es una medida de la cantidad de materia que contiene. Un objeto con masa tiene una cualidad llamada inercia. Si sacudes un objeto como una piedra en tu mano, notarás que se necesita un empujón para que se mueva y otro empujón para detenerlo nuevamente. Si la piedra está en reposo, quiere permanecer en reposo. Una vez que lo tienes en movimiento, quiere seguir en movimiento. Esta cualidad o «lentitud» de la materia es su inercia. La masa es una medida de cuánta inercia muestra un objeto.

El peso es completamente diferente Cada objeto en el universo con masa atrae a cualquier otro objeto con masa. La cantidad de atracción depende del tamaño de las masas y de la distancia entre ellas. Para objetos de tamaño cotidiano, esta atracción gravitacional es muy pequeña, pero la atracción entre un objeto muy grande, como la Tierra, y otro objeto, como tú, se puede medir fácilmente. ¿Cómo? ¡Todo lo que tienes que hacer es pararte en una escala! Las escalas miden la fuerza de atracción entre tú y la Tierra. Esta fuerza de la atracción entre tú y la Tierra (o cualquier otro planeta) se llama peso.

Si estás en una nave espacial lejos de las estrellas y pones una escala debajo de ti, la báscula indicaría cero. Tu peso es cero. Eres ingrávido. Hay un yunque flotando a tu lado. También es ingrávido. ¿Eres tú o el yunque sin masa? Absolutamente no. Si agarra el yunque y trata de sacudirlo, tendrá que empujarlo para que funcione y tirar de él para que se detenga. Todavía tiene inercia y, por lo tanto, masa, pero no tiene peso. ¿Ver la diferencia?

La relación entre la gravedad y la masa y la distancia

Como se indicó anteriormente, su peso es una medida de la fuerza de gravedad entre usted y el cuerpo sobre el que está parado. Esta fuerza de gravedad depende de algunas cosas. Primero, depende de su masa y la masa del planeta en el que se encuentra. Si duplica su masa, la gravedad lo empuja con el doble de fuerza. Si el planeta en el que estás parado es dos veces más masivo, la gravedad también te empuja con el doble de fuerza. Por otro lado, cuanto más lejos estés del centro del planeta, más débil será la atracción entre el planeta y tu cuerpo. La fuerza se debilita con bastante rapidez. Si duplica su distancia del planeta, la fuerza es un cuarto. Si triplica su separación, la fuerza cae a un noveno. Diez veces la distancia, una centésima parte de la fuerza. ¿Ves el patrón? La fuerza cae con el cuadrado de la distancia. Si ponemos esto en una ecuación, se vería así:

Las dos «M» en la parte superior son tu masa y la masa del planeta. La «r» de abajo es la distancia desde el centro del planeta. Las masas están en el numerador porque la fuerza aumenta si aumentan. La distancia está en el denominador porque la fuerza se reduce cuando la distancia aumenta. Tenga en cuenta que la fuerza nunca se vuelve cero, no importa qué tan lejos viaje. Quizás esta fue la inspiración para el poema de Francis Thompson:

Isaac Newton

Esta ecuación, derivado por primera vez por Sir Isaac Newton, nos dice mucho. Por ejemplo, puede sospechar que debido a que Júpiter es 318 veces más masivo que la Tierra, debe pesar 318 veces lo que pesa en casa. Esto sería cierto si Júpiter fuera el mismo tamaño como la Tierra. Pero, Júpiter tiene 11 veces el radio de la Tierra, por lo que estás 11 veces más lejos del centro. Esto reduce la atracción en un factor de 112, lo que resulta en aproximadamente 2,53 veces la atracción de la Tierra sobre ti. una estrella de neutrones te hace inimaginablemente pesado. No solo la estrella es muy masiva para empezar (casi lo mismo que el Sol), sino que también es increíblemente pequeña (aproximadamente del tamaño de San Francisco), por lo que estás muy cerca del centro un d r es un número muy pequeño. ¡Los números pequeños en el denominador de una fracción conducen a resultados muy grandes!