Qual è la differenza tra peso e massa? Nella vita di tutti i giorni, e nel linguaggio comune, i termini "massa" e "peso" sono spesso usati come sinonimi e in modo intercambiabile, sebbene in fisica rappresentino due grandezze distinte.
In particolare, quando ci si pesa sulla bilancia si sta effettivamente misurando il peso, anche se le bilance sono calibrate per fornire una lettura in unità di massa.
Vediamo nel dettaglio la differenza tra massa e peso.
Cos'è la massa
Ogni oggetto nell'universo è fatto di materia, che a sua volta è composta da particelle subatomiche come elettroni, protoni e neutroni.
Una delle proprietà fondamentali della materia è la massa.
La massa è una delle grandezze fondamentali della fisica e ha queste caratteristiche:
- è definita come la proprietà intrinseca di un oggetto, che misura la quantità di materia in esso contenuta, ovvero la quantità di materia presente in un determinato corpo;
- è costante e non dipende dalla sua posizione nell'universo. Ad esempio, un libro di un chilogrammo avrà la stessa massa sia sulla Terra che sulla Luna.
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- è una grandezza scalare, caratterizzata solo da un valore numerico, e si misura in chilogrammi: l'unità di massa standard internazionale, o unità SI (Sistema Internazionale) è il chilogrammo (Kg);
- la massa di un corpo rimane sempre costante, non cambia in base alla posizione;
- la massa può essere misurata con una normale bilancia.
Cos'è il peso
Il peso in fisica, invece, è la forza esercitata su un oggetto dalla gravità. Questa forza dipende sia dalla massa dell'oggetto che dall'intensità del campo gravitazionale in cui si trova.
Il peso è una grandezza vettoriale, caratterizzata da valore numerico, direzione e verso, e si misura in Newton (N).
A differenza della massa, il peso di un oggetto cambia in relazione all'intensità del campo gravitazionale, dunque varia in base alla sua posizione e all'intensità della forza di gravità.
Riprendendo l'esempio del libro di un chilogrammo, il suo peso sulla Terra sarà di circa 9.8 N, mentre sulla Luna, dove la gravità è circa un sesto di quella terrestre, il suo peso sarà di circa 1.6 N.
Il peso può anche essere nullo se su un oggetto non agisce la gravità, come avviene nello spazio. Mentre, la massa del libro resta invariata.
Per esempio, sulla Terra un libro di un chilogrammo esercita una certa forza verso il basso a causa della forza di gravità. Questa forza, che è il peso del libro, è il prodotto della sua massa (un chilogrammo) per l'accelerazione di gravità sulla superficie terrestre (circa 9,81 m/s²).
Sulla Luna, l'accelerazione di gravità è circa un sesto di quella terrestre, ovvero circa 1,62 m/s². Di conseguenza, il peso del libro sulla Luna sarà circa un sesto del suo peso sulla Terra, poiché la forza di gravità che agisce su di esso è significativamente minore.
Riassumendo per punti, la differenza tra massa e peso:
Massa:
- la massa di un corpo non può mai essere zero;
- la massa ha solo una grandezza, quindi è una grandezza scalare;
- la massa non cambia con il luogo, ma rimane costante in ogni momento;
- per misurare la massa di un corpo si può utilizzare una comune bilancia;
- l'unità di misura SI della massa in grammi (g) e chilogrammi (kg).
Peso:
- il peso di un corpo può essere pari a zero, come nello spazio dove non c'è forza di gravità;
- il peso è una grandezza vettoriale perché ha una grandezza e una direzione;
- il peso di un corpo cambia in base alla posizione;
- il peso viene solitamente misurato con una bilancia a molla. L'unità di misura SI del peso è il Newton.
Qual è la relazione tra "massa" e "peso" quando ci si pesa sulla bilancia?
Come premesso, si tende a utilizzare i termini "massa" e "peso" come se fossero la stessa cosa, e questo avviene soprattutto quando ci riferiamo al peso corporeo.
Anche se tecnicamente, il peso è una forza e dovrebbe essere misurato in newton, nella vita di tutti i giorni, ci riferiamo al "peso" in termini di massa.
Quando ci si pesa su una bilancia, in realtà si sta misurando la forza esercitata dal corpo sulla piattaforma della bilancia per via della gravità terrestre. Questa forza è proporzionale alla massa del corpo in un campo gravitazionale costante, come quello alla superficie della Terra.
Le bilance sono calibrate per convertire questa forza in una lettura di massa, basandosi sull'accelerazione di gravità standard della Terra.
Quindi, anche se la bilancia ci fornisce un valore in chilogrammi (unità di misura della massa), stiamo tecnicamente misurando il nostro peso (una forza, che dovrebbe essere misurata in newton), non la nostra massa.
Il "peso" che vediamo indicato sulla bilancia è effettivamente una misura della nostra massa, che riflette la quantità di materia presente nel nostro corpo, inclusa la massa di grasso.
Ciò che costituisce la massa totale del corpo è il grasso corporeo, insieme a muscoli, ossa e organi. Quando si parla di perdere o guadagnare peso, ci si riferisce in realtà alle variazioni nella massa del corpo, in particolare nella quantità di grasso e muscoli.
Queste variazioni di massa sono indipendenti dalla posizione sulla Terra o su altri pianeti, in quanto la massa rimane costante.
