Differenza tra peso e massa: definizione, unità di misura ed esercizi

Come avrai capito dal titolo, peso e massa non sono la stessa cosa e la differenza tra queste unità di misura è fondamentale per la soluzione di tanti quiz ed esercizi ✍️

Per esempio, la massa di un oggetto determina la sua resistenza ai cambiamenti nel suo stato di moto. Un oggetto con maggiore massa richiede più forza per accelerare o rallentare. Il peso a sua volta, essendo una forza, può causare un’accelerazione quando non bilanciato da altre forze 🧠

La massa è una proprietà intrinseca dell’oggetto e non cambia a meno che la materia non sia aggiunta o rimossa. Il peso è la forza esercitata su un oggetto a causa della gravità. È il risultato dell’attrazione gravitazionale tra l’oggetto e un altro corpo, come un pianeta.
Infatti, la massa e il peso di un oggetto sarebbero diversi sulla Terra rispetto alla Luna 🔭

Se anche tu desideri fare chiarezza su massa, volume e peso, nei prossimi scroll capirai tutto ciò che serve su questi pilastri della dinamica 🧠

Il cuore invisibile della materia: cos’è la massa?

Iniziamo il confronto partendo dalla massa. Questo concetto rappresenta esclusivamente la quantità di materia contenuta all’interno di un oggetto.
È importante riflettere sulla natura intrinseca di tale caratteristica poiché essa non cambia in nessun luogo dello spazio e dell’universo.

Introdurre questo chiarimento e fissarlo nella tua memoria è determinante per comprendere meglio le variabili che stanno alla base di altre misure, come quella del peso. L’unità di misura standard, presa come riferimento per la massa, è il chilogrammo (kg) 🏋️‍♂️

Quando si parla di 1 kg, perciò, si indica una quantità di materia uguale al campione standard conservato a Parigi. Nella capitale francese, e più precisamente a Sevres, si trova l’Ufficio Internazionale dei Pesi e delle Misure, che conserva il riferimento internazionale del chilogrammo, chiamato “Cilindro di Le Grand K”.

Per fare un esempio concreto, immagina di avere due palloncini, uno riempito con aria e l’altro con elio. Entrambi i palloncini hanno la stessa dimensione, ma il palloncino riempito con elio sembra molto più leggero se provi a lanciarlo in aria.

Se pesassimo i due palloncini, avrebbero la stessa massa nonostante il palloncino con elio sembri più leggero e occupi un volume maggiore 🎈

Questo esempio mostra che la massa è una misura della quantità di materia in un oggetto, indipendentemente dalla sua densità o dal volume che occupa. Quindi, 1 kg di aria ha la stessa massa di 1 kg di elio, anche se il loro volume e la loro densità sono diversi.

La massa è una proprietà intrinseca degli oggetti, mentre il peso può variare a seconda di fattori come la densità del materiale 🔬

Il peso: definizione e unità di misura

Dopo aver parlato della massa, dobbiamo soffermarci sul concetto di peso. Con questa unità di misura si valuta la forza sviluppata tra un oggetto e il pianeta in cui si trova per effetto dell’attrazione gravitazionale 🪐

Ecco perché bisogna comprendere la differenza tra peso e massa: il peso è la forza con cui la Terra “attira” gli oggetti verso il proprio centro. Questa forza è direttamente responsabile del fatto che tutto cada al suolo quando lo lasciamo andare dall’alto verso il basso 🍎

L’unità di misura standardizzata per il peso è il Newton, espresso con la lettera N, e cambia in relazione alla forza di gravità del luogo in cui ti trovi 📍

Immagina di saltare su un trampolino, qui sulla Terra, la forza di gravità ti tira giù ogni volta che salti in aria, limitando l’altezza che puoi raggiungere. Sulla Luna la gravità è circa un sesto di quella terrestre e ciò significa che ogni volta che salti vai molto più in alto rispetto a quanto faresti sulla Terra 🚀

Questo accade perché il tuo peso sulla Luna è notevolmente inferiore rispetto al tuo peso sulla Terra, a causa della minore forza gravitazionale lunare. Tuttavia, la quantità di materia (massa) del tuo corpo rimane esattamente la stessa sia sulla Terra che sulla Luna ⚖️

Questo principio si applica ovunque nello spazio. Ogni pianeta o corpo celeste ha la sua specifica forza di gravità. Quindi, il tuo peso cambierebbe se fossi su un pianeta diverso o su una luna diversa, anche se la tua massa, la quantità effettiva di materia che compone il tuo corpo, rimane invariata 🛰

Differenze tra peso e massa

È arrivato il momento di entrare nel dettaglio delle differenze tra massa e peso, due concetti che troppe volte vengono confusi dagli studenti ma che sono nettamente distinti.

Questa tabella fornisce un confronto diretto tra massa e peso, evidenziando la differenza tra queste due proprietà fisiche ⚙️

Caratteristiche	Massa	Peso
Definizione	Rappresenta la quantità di materia contenuta in un oggetto	Rappresenta la forza di gravità esercitata su un oggetto
Unità di Misura	Chilogrammo (kg)	Newton (N)
Variazione in Relazione al Luogo	Non cambia	Varia in base al luogo
Strumento di Misura	Bilancia	Dinamometro
Costanza (solo per la Massa)	Un corpo ha la stessa massa ovunque (che si trovi sulla Luna o sulla Terra)	Un corpo ha un peso che varia in base alla forza di gravità

Per fare un altro esempio, potresti pensare di alzare un peso di 10 kg sulla Terra. Questo peso, in condizioni normali, eserciterebbe una forza di gravità corrispondente a 98 N.

Tale valore deriva dall’utilizzo della formula della forza peso, espressa come

F_P ​= m * g

dove:

• g rappresenta la costante di accelerazione gravitazionale, che sulla superficie della Terra ha un valore di circa 9.80 Newton per chilogrammo (N/kg) 🌎
• m rappresenta la massa dell’oggetto, che resta invariata 🏋️‍♂️

La formula della Forza Peso e la Legge di gravitazione universale

La formula della forza-peso F_P​ = m * g diventa un caso particolare della legge di gravitazione.

Qui, g rappresenta l’accelerazione di gravità sulla superficie terrestre, che è il risultato dell’attrazione gravitazionale esercitata dalla Terra.

Pertanto, il peso di un oggetto, che è la forza con cui è attratto verso il centro della Terra, dipende dalla sua massa m e dall’accelerazione di gravità g ✍️

I concetti di massa e peso sono al centro della Legge di gravitazione universale formulata da Isaac Newton, una pietra miliare nella fisica che ha rivoluzionato la comprensione dell’universo 🔭

Secondo la legge newtoniana, tutti gli oggetti nell’universo esercitano una forza di attrazione reciproca. Essa è direttamente proporzionale al prodotto delle masse dei due oggetti coinvolti e inversamente proporzionale al quadrato della distanza che li separa.

In formula ciò si esprime come

F = G ((m1​ * m2​​)/r²)

dove:

• F è la forza di gravità 🌎
• G è la costante gravitazionale universale 🧠
• m1​ e m2​ sono le masse dei due oggetti 🏋️‍♂️
• r è la distanza tra i loro centri 📐

Questa legge marca la differenza di massa e peso e unifica i concetti nell’ambito dell’universo.
La massa influisce direttamente sulla forza di gravità che l’oggetto esercita o subisce.
Quest’ultima, quindi, varia in base alla massa degli oggetti coinvolti e alla loro distanza reciproca 🪐

Newton utilizzò questa legge per spiegare le orbite dei corpi celesti, come i pianeti attorno al Sole o la Luna attorno alla Terra.

Esercizi sulla misurazione della massa e del peso

Abbiamo visto la base teorica per comprendere meglio la differenza tra peso e massa. Ora proviamo ad applicare le nozioni viste fino a ora a due esercizi.

Applicare la formula della forza peso

Domanda: Calcolare la forza peso che agisce su di un corpo di 50000 g sulla Terra

• 4,9 x 10⁵ N
• 5102 N
• 490 N
• 1000N
• Nessuna risposta è corretta

Soluzione – Per risolvere il quiz bisogna applicare la formula F_p = m * g

Prima però bisogna convertire la massa in kg: 50000 g = 50 Kg 👉 F_p = 50 kg * 9,8 N/kg = 490 N

La formula della forza peso su piano inclinato

Domanda 2: Un oggetto è posto su un piano inclinato di 30 gradi. Sapendo che ha una massa di 9 kg, qual è il valore delle componenti parallela e perpendicolare della forza peso?

• F_p parallela = 44,1 N | F_p perpendicolare = 76,4 N
• F_p perpendicolare = 65,4 N | F_p parallela = 30 N
• F_p perpendicolare = 44,1 N | F_p parallela = 76 N
• F_p parallela = 67,4 N | F_p perpendicolare = 67,3 N
• F_p parallela =88 N | F_p perpendicolare = 45,2 N

Soluzione – Quando un oggetto si trova su un piano inclinato, la forza peso (che agisce verticalmente verso il basso) può essere scomposta in due componenti: una parallela e una perpendicolare al piano.

La scomposizione della forza crea un triangolo rettangolo, in cui:

• Il seno di un angolo è definito come il rapporto tra la lunghezza del lato opposto all’angolo e la lunghezza dell’ipotenusa.
• Il coseno di un angolo è il rapporto tra la lunghezza del lato adiacente all’angolo e la lunghezza dell’ipotenusa.

Quindi, in un piano inclinato:

• Il seno è il rapporto tra la componente parallela della forza peso e la forza peso totale.
• Il coseno è il rapporto tra la componente perpendicolare della forza peso e la forza peso totale.

Per calcolare le due componenti della forza peso, possiamo utilizzare le formule:

F_p parallela = m * g * sin(theta) e F_p perpendicolare = m *g * cos(theta)

Sostituendo i valori dati nella formula, otteniamo:

• F_p parallela = 9 kg * 9,8 N/kg * sin(30°) ≈ 44,1 N
• F_p perpendicolare = 9 kg * 9,8 N/kg * cos(30°) ≈ 76,4 N

Dunque la risposta corretta è la prima: F_p parallela = 44,1 N | F_p perpendicolare = 76,4 N ✅

Perché è importante conoscere la differenza tra peso e massa

Comprendere la differenza tra massa e peso ti aiuta ad affrontare i compiti in classe e i quiz per il test d’ingresso.

Infatti, nei test di ammissione all’università, vengono spesso formulati quesiti che riguardano questi temi. Per affrontare l’argomento in vista dei test bisogna:

• Studiare le definizioni di massa e peso 📚
• Non limitarti alla comprensione teorica 🧠
• Mettiti alla prova con esercizi ed esempi concreti ✍️

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