Massa e peso são fáceis de confundir. A diferença é mais do que algo que assola os alunos fazendo lição de casa - está na vanguarda da ciência. Você pode ajudar as crianças a entender isso examinando unidades e discutindo a gravidade, de onde vem a massa e como a massa e o peso agem em diferentes situações.

Massa versus peso

Uma importante diferença entre massa e peso é que o peso é uma força enquanto a massa não é. Peso refere-se especificamente à força que a gravidade aplica a um objeto. A massa reflete a quantidade de matéria (isto é, elétrons, prótons e nêutrons) que um objeto contém. Podemos colocar uma balança na lua e pesar um objeto lá. O peso será diferente porque a força da gravidade é diferente. Mas a massa será a mesma.

Unidades para massa e peso

Nos Estados Unidos, escalas domésticas e comerciais medem o peso em libras, uma medida de força, enquanto em quase todos os outros países no mundo, as balanças medem em unidades métricas, como gramas ou quilogramas (1.000 gramas). Mesmo que você diga que algo “pesa” 10 quilos, na verdade você está falando da massa, não do peso. Na ciência, o peso é medido em Newtons, a unidade de força, mas isso não é usado na vida cotidiana.

Peso: Força devido à gravidade

Peso é a força com a qual a gravidade age um objeto. Para converter entre massa e peso, use o valor para aceleração gravitacional g = 9,81 metros por segundo ao quadrado. Para calcular o peso, W, em Newtons, multiplique a massa, m, em quilogramas, vezes g: W = mg. Para obter massa de peso, você divide o peso por g: m = W /g. Uma escala métrica usa essa equação para lhe dar uma massa, embora o funcionamento interno da escala responda à força.

Com as crianças, é útil falar sobre o peso em outro planeta, a lua ou um asteróide. O valor de g é diferente, mas o princípio é o mesmo. No entanto, as fórmulas aplicam-se apenas perto da superfície, onde a aceleração gravitacional não muda muito com a localização. Longe da superfície, você precisa usar a fórmula de Newton para a força gravitacional entre dois objetos distantes. No entanto, não nos referimos a essa força como peso.

As Leis do Movimento de Newton

A primeira lei de movimento de Newton afirma que os objetos em repouso tendem a permanecer em repouso, enquanto os objetos em movimento tendem para ficar em movimento. A segunda lei de Newton diz que a aceleração, a, de um objeto é igual à força resultante sobre ele, F, dividida pela sua massa: a = F /m. Uma aceleração é uma mudança no movimento, portanto, para alterar o estado de movimento de um objeto, você aplica uma força. A inércia, ou massa, de um objeto resiste à mudança.

Gravitacional versus Massa Inercial

Como a aceleração é uma propriedade do movimento, não importa, você pode medi-lo sem se preocupar com força ou massa. . Suponha que você aplique uma força mecânica conhecida em um objeto, meça sua aceleração e, a partir disso, calcule sua massa. Esta é a massa inercial do objeto. Você então organiza uma situação na qual a única força no objeto é a gravidade, e novamente mede sua aceleração e calcula sua massa. Isso é chamado de massa gravitacional do objeto. Os físicos há muito se perguntam se a massa gravitacional e inercial são verdadeiramente idênticas. A idéia de que eles são idênticos é chamada de princípio da equivalência e tem importantes conseqüências para as leis da física. Por centenas de anos, os físicos realizaram experimentos sensíveis para testar o princípio da equivalência. A partir de 2008, os melhores experimentos confirmaram isso em uma parte em 10 trilhões.