Misure e grandezze
Le grandezze possono essere intensive o estensive
Massa e peso sono due concetti differenti
La massa è una proprietà fondamentale della materia. Il termine massa è spesso assimilato alla quantità di materia. In realtà, la massa è definita come segue.
La massa è la misura dell’inerzia di un corpo, cioè la misura della resistenza che il corpo oppone alla variazione del suo stato di quiete o di moto.
L’unità di massa prescelta dal SI è il kilogrammo, kg. La massa campione è un cilindro di platino-iridio, anch’esso conservato a Sèvres.
La massa si misura per mezzo di una bilancia a due piatti e due bracci uguali: sul primo piatto si pone l’oggetto di cui si vuole determinare la massa; sull’altro lo si «bilancia» con masse note.
Le moderne bilance elettroniche, anche se molto diverse dalla bilancia a due piatti, adottano lo stesso principio fisico del confronto dei pesi (figura 3).
Quando le masse sui piatti sono uguali, la Terra esercita la stessa forza di attrazione su ciascuno dei due piatti, che si pongono quindi allo stesso livello. La forza con cui la Terra attira una certa massa è chiamata forza peso o, più brevemente, peso, e dipende dalla accelerazione di gravità, g, che è circa uguale a 9,8 m/s2.
Poiché il peso è una forza, ha la stessa unità di misura della forza che, nel SI, corrisponde al newton, N.
Un oggetto con massa pari a 1 kg pesa circa 10 N; più precisamente:
P = m ⋅ g = 1 kg ⋅ 9,8 m/s2 = 9,8 N
1 N è quindi il peso di circa un ettogrammo di massa, cioè di una massa che è 10 volte più piccola del chilo.
È possibile determinare il peso di un corpo usando un dinamometro (figura 4): il peso si ricava per confronto con la forza di richiamo della molla.
Mentre la massa è una proprietà caratteristica di ciascun corpo, il peso cambia da un luogo all’altro della superficie terrestre, e da un pianeta all’altro, poiché varia l’accelerazione di gravità (tabella 5).
Infatti il valore di g diminuisce al crescere della distanza dal centro della Terra e varia notevolmente da un pianeta all’altro; sulla Luna, per esempio, è circa sei volte inferiore rispetto alla Terra: un astronauta che sulla Terra ha un peso di 800 N, sulla Luna peserà 800/6 N = 133 N (figura 5).
Il dinamometro serve per misurare il peso di un corpo.| Massa (m) | Peso (P) | |
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| Definizione | misura dell’inerzia di un corpo | forza di gravità che si esercita su ogni oggetto vicino a un corpo celeste |
| Strumento per la misura | bilancia a bracci uguali | dinamometro |
| Unità di misura | kilogrammo (kg) | newton (N) |
| Caratteristiche | rimane la stessa in tutti i luoghi | cambia da un luogo all’altro a seconda del valore dell’accelerazione di gravità |
| Relazione |
P = mg il peso P è, in ogni luogo, proporzionale alla massa m e al valore locale dell’accelerazione di gravità g |
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La massa della palla da bowling non varia, ma il peso è minore sulla Luna rispetto a quello sulla Terra.
Bilancia a due piatti e bilancia elettronica.
