¿Qué fuerza mide una balanza?

Question

Me he encontrado con varias respuestas en Internet que responden a la pregunta "¿Una balanza mide la masa o el peso?", pero le aseguro que ésta no es una de esas preguntas.

Mi duda es la siguiente; al resolver problemas que involucran diagramas de cuerpo libre de máquinas de pesaje, cuando se pide encontrar la lectura de la balanza, estoy un poco confundido; ¿exactamente qué fuerza mide la balanza? El $mg$ hacia abajo, debido sólo al peso del cuerpo en la balanza o a la fuerza normal? Necesito este concepto para resolver problemas como el que describe la siguiente imagen, en el que se me pide que encuentre la lectura de la balanza marcada (1).

¡Por favor, ayuda! Muchas gracias de antemano :) Saludos.

Answer 1

Por lo general, una balanza medirá la fuerza normal que suministra al objeto que se apoya en ella. En el caso especial de que la balanza esté inmóvil (como aparece en tu foto), ésta es igual a $mg$ o el peso del objeto.

Si el sistema se acelera, la fuerza normal (y, por tanto, la lectura de la báscula) aumentará o disminuirá adecuadamente. Sin embargo, esta fuerza normal ya no es igual al peso.

Answer 2

Si se supone que la masa de la máquina de pesaje es despreciable, la FBD puede representarse como sigue.

La lectura de la máquina de pesaje es una medida de las fuerzas de compresión $F$ que actúan sobre el muelle, donde la cantidad de compresión se muestra como un peso en la balanza de la báscula.
Como se puede ver en el diagrama que fuerza $F$ es igual a la fuerza de reacción normal $N$ entre la máquina de pesaje y el suelo, por lo que la lectura en la máquina de pesaje es igual a la reacción normal del suelo en la máquina de pesaje.

El valor de $F$ depende de lo que ocurra en la parte superior de la escala.
Si la aceleración del objeto es $a$ hacia arriba y hacia arriba es positivo entonces $mg - F = ma$ donde $a$ es la aceleración del objeto.

Si no hay aceleración $a=0$ y la lectura en la máquina de pesaje es igual al peso del objeto.

En esencia, la máquina de pesaje le está dando una lectura de la fuerza ejercida por el suelo sobre el objeto.