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Introducción a la Física Paralelos 10 y 13. Profesor RodrigoVergara R MASA Y DENSIDAD 1) Masa • Definir operacionalmente masa. • Indicar y utilizar unidades de masa: kg, lb, ton. • Conocer y describir prácticos para medir masas: balanzas y pesas. Masa e inercia Piense en las siguientes situaciones: • • Si camina con un vaso de agua en la mano y se detiene bruscamente, derrama agua. Si viaja enun bus concentrado en la lectura de un libro y el chofer frena bruscamente, resultará lanzado hacia delante.

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Introducción a la Física Paralelos 10 y 13. Profesor RodrigoVergara R • Si v1 = v2, entonces M1 = M2. • Si v1 > v2, entonces M1 < M2 • Si v1 = 2 v2, entonces M1 = M2/2 • Si v1 < v2, entonces M1 > M2. • Si v1 = v2/2, entonces M1 =2 M2 En general, se puede demostrar que M1 v 2 = ⇒ M1 ⋅v 1 = M 2 ⋅ v 2 M 2 v1 Este resultado va a ser posteriormente demostrado usando dinámica (FIS 100 y FIS 110) y Moméntum Lineal (FIS 110) Unidades de masa. En el sistema MKS la unidad patrón de masa es el kilogramo o [kg], cuya definición operacional es la siguiente: “Un kilogramo es la masa de un cilindro particular de una aleación de platino e iridio sancionado por la 1º Conferencia General dePesos y Medidas, celebrada en Paris en 1889, y que se encuentra depositado en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas, en Sevres, Francia.” Además, 1 [kg] corresponde a la masa de 1 [litro] de agua en estado líquido. La medición de masas de cuerpos como automóviles, buques o containers se suele hacer en toneladas o [tons] En el sistema CGS la unidad patrón de masa es el gramo o [g].
cuerdaEn ambas situaciones, se aprecia que los cuerpos oponen resistencia a los cambios en su estado de movimiento. Ese hecho se denomina INERCIA. El primer principio de Newton se refiere a ella. La expresión cuantitativa de la inercia se denomina MASA. En el lenguaje diario se suelen usar las palabras “masa” y “peso” como sinónimos. Por ejemplo, cuando uno va a la feria a comprar papas y pide que “lepesen un kilo de papas”, o cuando uno se sube a una balanza y dice “peso 80 kilos”. Sin embargo, masa y peso son cantidades físicas conceptualmente diferentes, aunque relacionadas. En el capítulo de fuerzas se tratará este asunto en detalle. Definición operacional de masa Para definir operacionalmente el concepto de masa, vamos a considerar un fenómeno físico similar al siguiente: “Dos hombresestán sobre patines idénticos. Los patines pueden rodar sin ningún impedimento sobre una superficie horizontal muy lisa. Los hombres se colocan frente a frente con las palmas de sus manos juntas y se empujan mutuamente. Si observamos que después de separarse, ellos retroceden con distinta rapidez, diremos que el que lo hace con menor rapidez tiene mayor masa”
v1

En el sistema británico, la unidadpatrón de masa es la libra o [lb] M2
v2

M1

1[Kg ] ≅ 10 3 [g ] 1[ton ] ≅ 10 3 [Kg ] 1[lb] ≅ 453,59237 [g ] ≅ 0.454 [kg ] Medición de masas Existen tres instrumentos típicos para medir masas: las balanzas, las romanas y las básculas.

M1

M2

Figura 1) Definición operacional de masa

Consideremos la siguiente situación, ilustrada en la figura 1. Dos cuerpos de masa total (considerandolas ruedas) M1 y M2 comprimen un resorte y están sujetas por una cuerda. En cierto instante se corta la cuerda, y ambas masa salen disparadas en direcciones opuestas, con velocidades de magnitud v1 y v2, respectivamente. A través de diversas observaciones y mediciones se puede establecer que:

Las balanzas se utilizan para pesar masas pequeñas de solo unos kilos de peso y a nivel de laboratorio.Éstas consisten en dos platos unidos por una viga pivoteada en su centro.

Masas patrón

Figura 2) Balanza para medir masas

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Introducción a la Física Paralelos 10 y 13. Profesor RodrigoVergara R Para medir masas en ellas, se colocan “masas patrones” (colección de objetos de masa conocida, indicadas en [Kg.] o submúltiplos de [Kg.]) en un plato de la balanza y el cuerpo que se quiere...