Fuerza y movimiento – Sesión 5

Imagina que tienes un coche de juguete. Cuando lo coges sientes que tiene cierta pesadez. Esa pesadez que sientes es lo que llamamos peso. El peso es qué tan pesado o liviano se siente algo cuando lo sostienes en tu mano. Entonces ¿por qué las cosas tienen peso? Bueno, es debido a una fuerza especial llamada gravity. El peso depende de la cantidad de material que contiene un object y de la fuerza de la gravity.

Pero espera, no confundas el peso con la mass. La Mass es la cantidad de material que hay en un object. Es como la cantidad de cosas que hay dentro de la caja de tus juguetes. Cuanto más juguetes pongas dentro, mayor será la mass. Tu mass permanece igual sin importar a dónde viajes en el universo. Sin embargo, el peso depende de la mass y de la fuerza de gravity.

Podemos medir el peso de un object multiplicando su mass por la acceleration debida a la gravity de la Tierra. Sabemos que la acceleration de un object en caída libre en la Tierra debido a la gravity es de nueve coma ocho metros por segundo cuadrado. Digamos entonces que tu mass es de 40 kilogramos. Tu peso es trescientos noventa y dos Newtons. Denotamos Newtons usando el símbolo N.

Ahora bien, aquí hay algo emocionante. Si viajas a la Luna pesarás mucho menos que en la Tierra. Esto se debe a que la luna tiene una fuerza de gravity más débil. Los astronautas que visitan la Luna experimentan esto. Pueden saltar mucho más alto en la luna porque pesan menos.

¿Alguna vez te has preguntado por qué algunas cosas se sienten pesadas mientras que otras se sienten ligeras, aunque sean del mismo tamaño? Por ejemplo, tome dos cajas del mismo tamaño. Llene una caja con madera. Llena otra caja con piedras. ¿Qué caja será pesada? Definitivamente la caja llena de piedras se sentirá pesada. ¿Pero por qué?.

Para responder a esta pregunta entendamos el concepto de densidad. La densidad es una medida de cuánta mass hay en un volumen determinado. Nos dice cuántas cosas hay en un espacio específico. La caja llena de rocas tiene una mayor densidad en comparación con la caja llena de madera. Esto se debe a que la densidad se calcula dividiendo la mass de un object por su volumen. Como el volumen de ambas cajas es el mismo, la caja llena de piedras tiene más mass. Tendrá una mayor densidad.

Calculemos ahora la densidad de un trozo de hierro. Necesitamos saber la mass y el volumen de un trozo de hierro para medir su densidad. Supongamos que la mass del hierro es cincuenta y cinco grams. Su volumen es de siete centímetros cúbicos. Entonces la densidad de este trozo de hierro será 7.8 g/cm³.

La densidad de un kilogramo de hierro es mayor que la densidad de un kilogramo de madera. Esto se debe a que un kilogramo de hierro ocupa menos espacio. Mientras que un kilogramo de madera ocupa más espacio. Entonces, una densidad alta significa que el object que tiene mass ocupa menos espacio. Mientras tanto, una baja densidad significa que el object que tiene mass ocupa más espacio.

Digamos que mezclas aceite con agua. El aceite no se disuelve en el agua. Se formarán dos capas. Una capa será de aceite. La otra capa será agua. La capa de aceite está encima de la capa de agua. También podemos decir que el aceite flota en el agua. ¿Puedes decir por qué el aceite flota en el agua?.

El aceite flota en el agua debido a la diferencia de densidad. La densidad del aceite es menor que la densidad del agua. Esto se debe a que mass similares de aceite y agua ocupan volúmenes diferentes. Esto significa que un kilogramo de aceite ocupa más espacio que un kilogramo de agua.

Supongamos que estamos mezclando miel con agua. Se forman dos capas separadas de miel y agua. La densidad de la miel es mayor que la densidad del agua. ¿Puedes saber si la miel forma la capa superior o la capa inferior? La miel se verá en la capa inferior. Esto se debe a que la densidad del agua es menor que la densidad de la miel.

La densidad también influye en el comportamiento de flotación y hundimiento de los objects en los líquidos. ¿Alguna vez te has preguntado por qué algunos objects permanecen a flote en el agua mientras otros se hunden hasta el fondo? Esto se debe a la relación entre la densidad del object y la densidad del líquido en el que se coloca el object. Si la densidad del object es mayor que la densidad del líquido, el object se hundirá en el líquido. Por ejemplo, una moneda de metal se hunde en el agua. Esto se debe a que la densidad de la moneda de metal es mayor que la del agua.

Si la densidad del object es menor que la densidad del líquido, el object permanecerá flotando en el líquido. Por ejemplo, un trozo de madera no se hunde en el agua. Flota en el agua. Esto se debe a que la densidad de la madera es menor que la densidad del agua.

¿Alguna vez te has preguntado por qué una aguja se hunde en el agua mientras un gran barco flota en el agua? Aunque la mass del barco es mayor que la mass de la aguja. La aguja se hunde en el agua porque su densidad es mayor que la densidad del agua. La aguja es pequeña y compacta. Tiene una mass relativamente alta en comparación con su volumen. Por eso se hunde en el agua.

El barco flota en el agua porque su densidad es menor que la densidad del agua. Los barcos están diseñados con una estructura hueca y grande. Esto significa que tienen un gran volumen en comparación con su mass. Entonces entendemos que la mass del object no afecta su hundimiento o flotación en el agua. La densidad del object afecta el comportamiento de hundimiento o flotación de los objects.

Quizás hayas visto globos elevándose en el aire. ¿Sabes por qué los globos viajan hacia arriba en el aire?Los globos se llenan con gas helio. La densidad del gas helio es menor que la del aire. Debido a la baja densidad, el gas helio se mueve hacia arriba en el aire.