Cómo calcular peso a partir de la masa

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El peso de un objeto es la fuerza de la gravedad ejercida sobre ese objeto. La masa es la cantidad de materia que tiene, y es igual en cualquier parte, independientemente de la gravedad. Es por eso que un objeto que tiene 20 kilogramos de masa en la Tierra también tiene 20 kilogramos de masa en la Luna, aunque pesará solo 1/6 de esa cantidad. Pesa 1/6 de su masa en la Luna, ya que la fuerza de gravedad en la Luna es 1/6 de la Tierra. Sigue leyendo para obtener información y consejos acerca de calcular el peso a partir de la masa.

Parte 1

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Calcular el peso

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Usa la fórmula de "w = m x g" para convertir el peso en masa. El peso se define como la fuerza de la gravedad sobre un objeto. Los científicos pusieron esa oración en forma de ecuación escribiendo w = m x g, o w = mg.
- Como el peso es una fuerza, los científicos también escriben la ecuación como F = mg.
- F = símbolo de peso, medido en Newtons, N.
- m = símbolo de masa, medido en kilogramos o kg.
- g = símbolo de la aceleración gravitacional, expresado en m/s², o metros por segundo cuadrado.
  - Si utilizas metros, la aceleración gravitacional de la superficie de la Tierra es de 9,8 m/s². Esta es la unidad internacional estándar ("SI" por sus siglas en inglés) y la que probablemente estés usando.
  - Si estás usando pies porque tienes que hacerlo, entonces la aceleración gravitacional es de 32,2 f/s². Esta es la misma unidad, solo que organizada de otro modo para reflejar pies en lugar de metros.
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Averigua la masa de un objeto. Ya que intentamos encontrar el peso a partir de la masa, sabemos que ya tenemos la masa. La masa es una cantidad fundamental de materia que tiene un objeto, y se expresa en kilogramos.
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Averigua la aceleración gravitacional. En otras palabras, averigua la g. En la superficie de la Tierra, g es 9,8 m/s². En cualquier otra parte del universo, la aceleración de la gravedad cambia. Tu maestro debe decirte, o el problema debe indicarlo, dónde está actuando la gravedad así lo sabes.
- La aceleración gravitacional de la Luna es diferente a la de la Tierra. La aceleración debido a la gravedad de la Luna es de 1622 m/s², o cerca de 1/6 de la aceleración que hay aquí en la Tierra. Es por eso que en la Luna pesas 1/6 del peso que tienes en la Tierra.
- La aceleración gravitacional del sol es diferente de la aceleración gravitacional de la Tierra y de la Luna. La aceleración gravitacional en el sol es de unos 274 m/s², o 28 veces la aceleración de la Tierra. Es por eso que en el sol pesarías 28 veces más tu peso de la Tierra.
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Escribe los números en la ecuación. Ahora que tienes m y g, podrás escribir esos valores en la ecuación F = mg y listo. Debes obtener un número descrito en términos de Newtons, o N.

Parte 2

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Problemas de ejemplo

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Resuelve la pregunta de ejemplo # 1. La pregunta es la siguiente: "Un objeto tiene una masa de 100 kilogramos. ¿Cuál es su peso en la superficie de la Tierra?"
- Tenemos m y g. m es igual a 100 kg, y g es igual a 9,8 m/s², ya que estamos buscando el peso del objeto en la superficie de la Tierra.
- Escribimos nuestra ecuación: F = 100 kg x 9,8 m/s².
- Esto nos da la respuesta final. En la superficie de la Tierra, un objeto con una masa de 100 kg pesará aproximadamente 980 Newtons. F = 980 N.
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Resuelve la pregunta de ejemplo # 2. Aquí está la pregunta: “Un objeto tiene una masa de 40 kilogramos. ¿Cuánto pesa en la superficie de la Luna?”
- Tenemos m y g. m es igual a 40 kg, y la gravedad a 1,6 m/s², ya que buscamos el peso del objeto en la superficie de la Luna.
- Escribimos nuestra ecuación: F = 40 kg x 1,6 m/s².
- Esto nos da el resultado final. En la superficie de la Luna, un objeto con una masa de 40 kg pesará aproximadamente 64 Newtons. F = 64 N.
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Resuelve la pregunta de ejemplo # 3. Aquí está la pregunta: “Un objeto pesa 549 Newtons en la superficie de la Tierra. ¿Cuál es su masa?”
- Para este problema, tenemos que trabajar hacia atrás. Ya tenemos el peso F y tenemos g. Ahora necesitamos m.
- Escribamos nuestra ecuación: 549 = m x 9,8 m/s².
- En lugar de multiplicar, dividimos. Específicamente, dividimos F entre g. Un objeto que pesa 549 Newtons en la superficie de la Tierra tiene una masa de alrededor de 56 kilogramos. m = 56 kg.

Parte 3

Parte 3 de 3:
Detectar los errores

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Evita confundir la masa y el peso. El primer error que cometen las personas sobre estos problemas es confundir la masa y el peso. Recuerda que la masa es la cantidad de un objeto, la cual permanece invariable independientemente de dónde la lleves. El peso, por su parte, mide la fuerza de gravedad ejercida sobre dicha cantidad y cambia si sales al espacio exterior. A continuación, estas son unas técnicas mnemotécnicas para distinguir estas unidades:
- La masa se mide en unidades de gramos o kilogramos. Tanto masa como gramo contienen la letra m. El peso se mide en newtons. Tanto peso como newton contienen la letra o.
- Solo tienes un peso fijo mientras estás en la Tierra, pero incluso los astronautas tienen una masa estable cuando están en el espacio exterior.
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Emplea unidades científicas. La mayoría de los problemas físicos utilizan newtons (N) para el peso, metros por segundo (m/s²) para la fuerza de gravedad y kilogramos (kg) para la masa. Si utilizas una unidad diferente para alguno de estos valores, no podrás utilizar la misma fórmula. Convierte las medidas a unidades científicas antes de reemplazarlas en la ecuación estándar. Estas conversiones pueden ayudarte si sueles utilizar el sistema imperial de unidades:
- 1 libra-fuerza = ~4,448 newtons
- 1 pie = ~0,3048 metros
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Expande los newtons para verificar tus unidades. Si tienes un problema complejo, lleva un registro de las unidades mientras buscas la solución. Recuerda que 1 newton equivale a 1 (kg*m)/s². Si es necesario, efectúa la sustitución para poder cancelar las unidades.
- Problema de ejemplo: Jorge pesa 880 newtons en la Tierra. ¿Cuál es su masa?
- Masa = (880 newtons)/(9,8 m/s²)
- Masa = 90 newtons/(m/s²)
- Masa = (90 kg*m/s²)/(m/s²)
- Cancela las unidades: masa = 90 kg
- Kg es la unidad esperada para la masa, así que ordenaste el problema correctamente.

Apéndice: Peso expresado en kgf

Un newton es una unidad SI. A menudo, el peso se expresa en kilogramos-fuerza o kgf. Esta no es una unidad SI; por lo tanto, es menos perfecta. Pero es muy conveniente para comparar pesos en cualquier parte con pesos en la Tierra.
1 kgf = 9,8166 N.
Divide el número calculado de Newtons entre 9,80665, o usa la última columna cuando esté disponible.
El peso de un astronauta de 101 kg es de 101,3 kgf en el Polo Norte, y 16,5 kgf en la Luna.
¿Qué es una unidad SI? Es una unidad del Sistema Internacional de Unidades, un sistema métrico de unidades de medida para científicos.

Consejos

La parte más difícil es entender la diferencia entre el peso y la masa, ya que las personas tienden a usar ambos de la misma manera. Usan kilogramos para el peso, cuando deberían usar Newtons, o al menos kilogramo-fuerza. Incluso tu doctor puede estar hablando de tu peso, cuando en realidad se refiere a tu masa.
La aceleración gravitacional g también puede expresarse en N/kg. 1 N/kg = 1 m/s² exactamente. Así que el número permanece igual.
Un astronauta con una masa de 100 kg pesará 983,2 N en el Polo Norte y 162,0 N en la Luna. En una estrella de neutrones, pesará aún más, pero probablemente no se dará cuenta.
Las balanzas miden la masa (en kg), mientras que las básculas están basadas en la compresión o expansión de resortes para medir tu peso (en kgf).
La razón por la cual se prefiere usar Newton sobre kgf es porque muchas otras cosas se calculan fácilmente cuando sabes el número de Newtons.

Advertencias

La expresión “peso atómico” no tiene nada que ver con el peso del átomo; es una masa. Esto probablemente no cambiará, porque la “masa atómica” ya se usa para otra cosa diferente.