¿Cuanto pesa un kilo de tortillas?

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Por Juan C. Molina

Muchos de nosotros hemos utilizado esta frase como uno de esos chistes malos que provocan risas en algunos y facepalms en otros. Pero si lo pensamos un poco la pregunta no es para nada boba, por como esta redactada estamos preguntando por el peso de mil tortillas, ya que la palabra kilo sirve para denotar mil de algo y no se ustedes, pero no creo de buenas a primeras que alguien sepa cuanto pesan mil tortillas.

Esta claro que cuando decimos un kilo de tortillas nos estamos refiriendo a un kilogramo de tortillas, es decir, mil gramos de tortillas. Eso es muy diferente a mil tortillas, pero ahora surge un inconveniente. Si uno agarra cualquier libro de física se encontrara con que el gramo es la unidad de medida fundamental de masa. ¿Masa? Ya sabemos que las tortillas se hacen con masa de maíz pero que no estábamos midiendo peso. Bueno, también hay que hacer la diferencia de que para los científicos masa es la cantidad de materia de un cuerpo. Si el que tengamos un kilogramo de tortillas solo nos indica cuanta tortilla tenemos, entonces sí tiene sentido preguntarnos cuanto pesa un kilogramo de tortillas.

Lo anterior nos lleva a otra pregunta ¿qué es el peso? Resulta que para entender un poco que es el concepto de peso y porque lo usamos tan mal al hablar tenemos que remontarnos a la antigua Grecia ya que el problema del peso empezó siendo un problema filosófico.

Platón decía que el peso es la inclinación que tienen cada uno de los elementos hacia los de su clase. Con lo que estaba en desacuerdo Aristóteles (su alumno) quien decía que el peso (y su opuesto, la levedad) es la causa de la tendencia natural de movimiento de los elementos hacia el centro del universo. Hay que recordar que en ese entonces se pensaba que el centro de la tierra era el centro del universo.

Para poder cuantificar el peso de un cuerpo los griegos se enfocaron en la pesadez o gravedad (de gravitas, pesadez en latín) de un cuerpo.

Así que Euclides opto por una definición más práctica de peso. Para él el peso es la pesadez o ligereza de una cosa comparada con otra, como la medida por una balanza. Tanto Arquímedes como Herón de Alejandría usaron la definición de Euclides, ellos consideraban el peso como una propiedad, no como una fuerza. Por tanto, esta definición operacional de peso relaciono directamente el peso (pesadez de un cuerpo) con el procedimiento de pesar. De ahí en adelante, peso y gravedad se volvieron prácticamente sinónimos.

Durante la edad media, la ciencia de los pesos (scentia de ponderibus en latín) era una buena parte de la mecánica medieval. Buridan y Alberto de Sajonia extendieron el concepto de peso relacionándolo con la aceleración observada de objetos cayendo. Apegándose a la proporcionalidad aristotélica entre la rapidez de caída y el peso, estos intelectuales refinaron el concepto de peso dividiéndolo en dos componentes: el peso/gravedad “natural” de un objeto en reposo y una componente adicional (“accidental”) adquirida por un cuerpo en movimiento.

El concepto de gravedad accidental se fusiono con otra característica del movimiento, el ímpetu (un concepto del cual luego se derivaron los conceptos de inercia y momento). Se entendía que mientras caía, la pesadez de natural del cuerpo continuamente producía un incremento del ímpetu en todo instante.

Galileo uso el concepto dual de peso, refiriéndose a la pesadez de un cuerpo en reposo (“peso muerto”) y el accidental, peso adicional debido al movimiento (“ímpetu”). Al considerar el plano inclinado, aplico algo similar a la distinción medieval, usando gravita (peso) y momento (peso efectivo). Él desecho la noción de levedad al observar experimentalmente un incremento del peso de aire comprimido en contraste con la disminución esperada debido a la acumulación de levedad. De hecho, cuerpos ligeros juntos son más pesados que cada uno de estos por separado, no más ligeros.

Por otro lado, Copérnico cimbraba el mundo con su idea de un universo heliocéntrico y de paso destruía la lógica aristotélica de “buscar el centro del universo”, lo cual dio paso a que renaciera la idea platónica de “la materia busca a los de su clase”. La idea de atracción entre objetos celestes fue introducida por Kepler y fue desarrollada completamente dentro de la ley newtoniana de la

Gravitación Universal. La fuerza gravitacional explicó como la materia se mantiene junta y Newton expandió su influencia al indicar que es la causa de caer en el reino terrenal. En su libro Principia, cuidadosamente distinguió entre inercia (masa inercial) y gravitación (masa gravitacional) y quedo sorprendido por su igualdad numérica.

Por ultimo, explicó la gravedad (el concepto viejo) por medio de la gravitación (el nuevo concepto) igualando la fuerza gravitacional (la causa) con el peso (el efecto). De esta forma Newton rompe con la tradición histórica de considerar el peso como una propiedad intrínseca de los cuerpos y ahora se le concebía como debido a su interacción.

Lo anterior abrió una oportunidad para una determinación simple del peso usando la segunda ley de Newton. Pero ahora tenemos un pequeño problema, las leyes de Newton solo son validas para observadores en marcos de referencia inerciales, y pues resulta que como la tierra esta girando nadie es un observador inercial. Pesar en un ambiente común no nos da el peso definido como fuerza gravitacional. El resultado de pesar depende del lugar geográfico donde uno hace la medición. Los físicos han intentado darle la vuelta a este problema volviendo a dividir el concepto de peso. Así tenemos “peso real” (fuerza gravitacional) y “peso aparente” (el resultado de pesar).

Rayos, no terminó siendo simple como pensaban, ahora pareciera que se puso mas grave esto.

En medio de estas dificultades apareció Einstein quien resolvió la disonancia peso-pesar. El explicaba la gravitación al postular una influencia mutua entre los cuerpos masivos y el espacio-tiempo. La nueva explicación de gravedad proporciono una interpretación elegante de la equivalencia numérica entre masa inercial y masa gravitacional. De acuerdo a esta equivalencia, al pesar localmente no se puede distinguir entre la fuerza gravitacional y la inercial, ambas contribuyen al resultado de pesar un objeto por un observador en un marco de referencia arbitrario, esto se le conoce como el Principio de Equivalencia.

Debido a que la única medición local de peso es pesar, los físicos tuvimos que regresar a la idea euclidiana de que el peso es una medida de la pesadez de un cuerpo. Como consecuencia, la fuerza gravitacional se le separo del concepto de peso. El peso/gravedad se le relaciono con la fuerza que un objeto ejerce sobre su soporte, es decir, la fuerza medida al pesar.

Así que la fuerza de gravitación indica la atracción universal pero no siempre corresponde a la gravedad o peso en el sentido de pesadez. Lo anterior lleva a que la gran mayoría se confunda al tener que usar estos conceptos.

Le doy las gracias al Dr. Igal Galili de la Universidad Hebrea de Jerusalén por proporcionarme su articulo “Teaching Weight-Gravity and Gravitation en Middle School” para la realización de este articulo.

Estudiante de 18 años, me gustan los deportes y la música, acompañados de buena comida. Algún día seré periodista, mientras tanto disfruto lo que hago.

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