Qué es la masa (no el peso)

Question

Acabo de leer este Artículo de la Wikipedia sobre qué es la masa y según el mismo la masa es "la medida de la resistencia de un objeto a la aceleración". Sin embargo, eso no tiene sentido, por ejemplo aquí en la Tierra hay algo de resistencia pero eso se debe a la fricción del aire pero en el espacio no debería haber ninguna resistencia. Así que, tal y como yo lo veo, en el espacio, si aplicas una fuerza, aunque sea mínima, vas a hacer que un objeto se mueva.

Además, ¿no tiene más sentido que la masa sea sólo el número de partículas elementales como protones, neutrones y electrones?

ACTUALIZACIÓN: Acabo de leer este Artículo de Wikipedia sobre la definición de kilogramo. Si miras el primer párrafo de la sección "Definición", verás que se define como 1 dm3 de agua a 4 grados Celsius, lo que implica que la masa es sólo el número de moléculas de agua.

Answer 1

Así que, tal y como yo lo veo, en el espacio, si aplicas incluso una mínima cantidad de fuerza vas a hacer que un objeto se mueva.

No, primero hay que superar su inercia. Si intentas empujar un satélite 100 veces más masivo que tú en el espacio, la fuerza de tus brazos causaría usted para moverse hacia atrás, el satélite no respondería por mucho.

Además, ¿no tiene más sentido que la masa sea sólo el número de partículas elementales como protones, neutrones y electrones?

Por desgracia, no es tan sencillo. Si estás dispuesto a aceptar los protones y los neutrones como partículas elementales básicas, entonces sí. Pero técnicamente (o pedantemente, lo siento) la masa de un protón también se compone de partículas masivas portadoras de fuerza y quarks de no valencia, así que dependiendo del nivel de detalle al que se quiera llegar, la respuesta puede ser más sutil de lo que parece a primera vista.

Acabo de leer este artículo de la Wikipedia sobre qué es la masa y según él la masa es "la medida de la resistencia de un objeto a la aceleración".

Definir la masa es complicado, existe la masa inercial, que es la que describe Wikipedia arriba, y existe la masa gravitacional, que surge de una ecuación matemática diferente a la masa inercial. Por suerte para nosotros son equivalentes en la vida cotidiana, aunque todavía no entendemos por qué debería ser así.

Answer 2

aquí en la Tierra hay algo de resistencia, pero eso se debe a la fricción del aire, pero en el espacio no debería haber ninguna resistencia.

Verdadero Aquí, en la Tierra, existe la resistencia del aire. Pero el hecho de que exista la resistencia del aire, ¿significa que no puede existir ninguna otra forma de resistencia?

Así que, tal y como yo lo veo, en el espacio, si aplicas incluso una mínima cantidad de fuerza vas a hacer que un objeto se mueva.

Verdadero ¡! Incluso la más mínima fuerza hará que las cosas se muevan en el espacio. ¡Pero no tanto!

Lea la afirmación de que la masa es "la medida de la resistencia de un objeto a la aceleración" de nuevo. Esta afirmación no impide el movimiento en el espacio - sólo se trata de la rapidez con la que dicho movimiento acelera (o hacia abajo).

En otras palabras, la masa no es una medida de la resistencia de un objeto contra movimiento es una medida de su resistencia contra aceleración ese movimiento. (O acelerar hacia abajo.) En otras palabras, la aceleración.

• Ejemplo: Si en el espacio exterior empujas un libro y luego dos libros (doble masa), los dos libros sólo ganan la mitad de velocidad que el libro individual - porque su doble masa resiste la aceleración (la aceleración), que su fuerza provoca, el doble.

Si se hiciera lo mismo en la Tierra, se vería la misma resistencia debido a la masa PLUS la resistencia del aire (y la gravedad y cualquier otra fuerza que actúe sobre los libros en ese momento).

Answer 3

Así que, tal y como yo lo veo, en el espacio, si aplicas incluso una mínima cantidad de fuerza vas a hacer que un objeto se mueva.

Sí, así es.

Sólo hace falta un pequeño empujón para que un coche se mueva en el espacio. Después de todo, $F_{nudge} = m a$ Por lo tanto $a = \frac{F_{nudge}}{m}$ . Esto significa que incluso un pequeño empujón en un objeto masivo lo moverá (pero no mucho).

¿Por qué no se puede hacer esto en la Tierra?

¿Cuánta fuerza necesitarías para mover un coche en la Tierra? Dejemos de lado la resistencia del aire y centrémonos sólo en la fricción.

Puede que sepas que $F_{friction} = \mu F_{weight}$ , donde $F_{friction} \le F_{nudge}$ .

Se trata de una ley estadística que nos indica cómo la fuerza de rozamiento se corresponde con el peso (y, por tanto, con la masa, véase a continuación) de un objeto.

$F_{friction} = \mu F_{weight} = \mu g m$

Para que el coche se mueva, necesitamos un empujón mayor que la fricción.

$F_{nudge} > F_{friction}$

$F_{nudge} > \mu m g$

Bien, ahora vamos a obtener algunas cifras concretas.

• Nuestro coche pesa ( $m$ ) $1000 [kg]^*$ .
• El coeficiente de fricción ( $\mu$ ) entre el caucho y el asfalto es $0.1^*$ .
• La aceleración gravitacional en la Tierra ( $g$ ) es $10 [\frac{m}{s^2}]^*$ .

Conecta los números: $F_{nudge} > 0.1 \times 1000 \times 10$ o

$F_{nudge} > 1000 [N]$

$^*$ Hay que tener en cuenta que he subestimado el peso del coche de forma drástica y he sobrestimado ligeramente los demás parámetros, por lo que, en realidad, sería mucho mayor.

Ahora, ¿qué es $1000 [N]$ ? Se trata de sostener una caja de $1000$ manzanas. Eso no es tan fácil, ¿verdad?

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Además, ¿no tiene más sentido que la masa sea sólo el número de partículas elementales como protones, neutrones y electrones?

No.

1. Por un lado, los protones, los neutrones y los electrones tienen masas diferentes (los protones y los neutrones son casi igual).

• protón: $1.6727 \times 10^{27} [kg]$
• neutrón: $1.6750 \times 10^{27} [kg]$
• electrón: $9.110 \times 10^{31} [kg]$

1.1. Además, ¿le gustaría decir $1.6727e10^{27}$ [masas de protones] en lugar de $1 [kg]$ ?

2. Además, el kilogramo existe desde 1795 (y se han utilizado otras unidades de masa largo antes), pero la primera partícula elemental que se descubrió (el electrón) fue en 1897.

Answer 4

Así que la forma en que lo veo, en el espacio, si se aplica incluso una cantidad mínima de fuerza vas a hacer que un objeto se mueva.

Sin duda, incluso una cantidad mínima de red fuerza sobre un objeto producirá un aceleración el movimiento del objeto será cambiar .

En pocas palabras, la masa ( masa de inercia ) es la medida de un objeto inercia . Es decir, cuanto más masa (inercia) tiene un objeto, más red fuerza es necesaria para producir la misma aceleración que un objeto con menos masa (inercia).

Más concretamente, si un objeto es dos veces tan masivo como otro objeto y ambos objetos tienen la misma aceleración, se sabe que hay dos veces tanta fuerza neta sobre el objeto más masivo.