Masa para niños

En física, la masa es una propiedad fundamental de la materia. Nos dice cuánta "sustancia" tiene un objeto y qué tan difícil es cambiar su movimiento. Imagina que quieres empujar una caja: si tiene mucha masa, será más difícil moverla.

La masa se mide en kilogramos (kg) en el Sistema Internacional de Unidades. Es importante no confundir la masa con el peso. El peso es una fuerza que depende de la gravedad y se mide en newtons (N). Por ejemplo, tu masa es la misma en la Tierra y en la Luna, pero tu peso sería mucho menor en la Luna porque hay menos gravedad.

¿Qué es la masa y cómo se mide?

La masa es una magnitud física que nos indica la inercia de un cuerpo. La inercia es la resistencia que un objeto opone a cambiar su estado de movimiento. Si un objeto está quieto, la masa nos dice qué tan difícil es ponerlo en movimiento. Si ya se está moviendo, nos dice qué tan difícil es detenerlo o cambiar su dirección.

Masa inercial: la resistencia al cambio

La masa inercial mide qué tan difícil es acelerar un objeto cuando le aplicas una fuerza. Piensa en empujar un carrito de supermercado vacío y luego uno lleno. El carrito lleno tiene más masa inercial, por eso es más difícil acelerarlo.

Según la segunda ley de Newton, si aplicas una fuerza a un objeto, este se acelerará. La masa es la constante que relaciona esa fuerza con la aceleración. Si conoces la fuerza y la aceleración, puedes calcular la masa.

Masa gravitatoria: la fuerza de atracción

La masa gravitatoria es la propiedad de un objeto que hace que atraiga a otros objetos con masa. Cuanta más masa gravitatoria tiene un objeto, más fuerte es su campo gravitatorio. Por ejemplo, la Tierra tiene mucha masa gravitatoria, por eso nos atrae hacia ella.

Existen dos tipos de masa gravitatoria:

• La masa gravitatoria activa es la que crea el campo gravitatorio alrededor de un objeto.
• La masa gravitatoria pasiva es la que siente la fuerza de ese campo gravitatorio.

Los científicos han descubierto que la masa inercial y la masa gravitatoria son iguales. Esto significa que la resistencia de un objeto a ser movido es la misma que su capacidad para atraer a otros objetos.

Historia del concepto de masa

La idea de masa ha evolucionado a lo largo del tiempo. Al principio, se pensaba que la masa era simplemente la "cantidad de materia" de un objeto.

Patrón de un kilogramo, obsoleto desde 2019

Las ideas de Newton sobre la masa

Fue Isaac Newton quien desarrolló la idea moderna de masa. Él la relacionó con dos de sus leyes fundamentales:

• La ley de gravitación universal: Dice que dos cuerpos se atraen con una fuerza que depende de sus masas gravitatorias.
• La segunda ley de Newton: Explica que la fuerza aplicada a un cuerpo es proporcional a su masa inercial y a la aceleración que produce.

Newton propuso que la masa inercial y la masa gravitatoria eran proporcionales a la cantidad de materia.

La visión de Einstein y la masa

Más tarde, Albert Einstein con su teoría de la relatividad cambió nuestra comprensión de la masa. Para él, la gravedad es una consecuencia de cómo la masa curva el espacio-tiempo. Además, Einstein demostró que la masa y la energía están relacionadas por su famosa ecuación E=mc². Esto significa que la masa puede convertirse en energía y viceversa, como ocurre en las reacciones nucleares.

En la física moderna, la masa de las partículas muy pequeñas (subatómicas) no solo depende de la "cantidad de materia", sino también de cómo interactúan con el bosón de Higgs y de la energía que las mantiene unidas.

Unidades para medir la masa

La unidad principal de masa en el Sistema Internacional de Unidades (SI) es el kilogramo (kg).

El kilogramo es una de las siete unidades base del Sistema Internacional de Unidades (SI)

El kilogramo: una unidad clave

Originalmente, el kilogramo se definió como la masa de un decímetro cúbico de agua. Sin embargo, para mayor precisión, en 1889 se redefinió como la masa de un objeto metálico especial, el prototipo internacional del kilogramo (IPK).

Desde el 20 de mayo de 2019, la definición del kilogramo cambió de nuevo. Ahora se basa en constantes fundamentales de la naturaleza, como la constante de Planck. Esto hace que la definición sea mucho más precisa y no dependa de un objeto físico que pueda cambiar con el tiempo.

Otras unidades de masa

Además del kilogramo, existen otras unidades para medir la masa:

• La tonelada (t): Equivale a 1000 kg y se usa para medir masas muy grandes.
• El gramo (g): Es la milésima parte de un kilogramo (0.001 kg).
• El dalton (Da): Se usa para medir la masa de átomos y partículas muy pequeñas. Es aproximadamente 1/12 de la masa de un átomo de carbono-12.
• La masa solar: Se usa en astronomía para comparar la masa de estrellas y galaxias con la masa de nuestro Sol.

¿Cómo se define la masa en la física moderna?

En la física actual, especialmente en la física cuántica de campos, la masa se entiende de formas más complejas:

• Mecanismo de Higgs: Para muchas partículas elementales, su masa se debe a su interacción con el campo de Higgs, que está presente en todo el universo. Esta interacción hace que las partículas se muevan más lento, como si tuvieran "peso".
• Energía de ligadura: Para partículas subatómicas compuestas como los protones, la mayor parte de su masa proviene de la energía que mantiene unidos a sus componentes (los cuarks). Es como si la energía de su unión se convirtiera en masa.

Masa convencional: para el comercio

La masa convencional es un concepto práctico usado en el comercio y la industria. Se refiere a la masa que mide una balanza en condiciones específicas (temperatura y densidad del aire). Esto ayuda a que las mediciones de peso sean consistentes en todo el mundo, sin importar las condiciones ambientales exactas.

Véase también

En inglés: Mass Facts for Kids

• Unidades de masa
• Ley de conservación de la materia
• Órdenes de magnitud (masa)