PESO

Diagrama de fuerzas que actúan sobre un cuerpo demasa m en reposo sobre una superficie horizontal, donde «mg» es el peso del cuerpo, y «N» la reacción del plano en el que se apoya.
Magnitud	Peso (P)
Tipo	Magnitud vectorial extensiva
Unidad SI	Newton (N)
Otras unidades	Kilopondio (kp) Kilogramo-fuerza (kgf)

En física clásica, el peso es una medida de la fuerza gravitatoria que actúa sobre un objeto.¹ El peso equivale a la fuerza que ejerce un cuerpo sobre un punto de apoyo, originada por la acción del campo gravitatorio local sobre la masa del cuerpo. Por ser una fuerza, el peso se representa como un vector, definido por su módulo, dirección y sentido, aplicado en el centro de gravedad del cuerpo y dirigido aproximadamente hacia el centro de la Tierra. Por extensión de esta definición, también podemos referirnos al peso de un cuerpo en cualquier otro astro (Luna, Marte,…) en cuyas proximidades se encuentre.

Los conceptos newtonianos de la gravedad fueron desafiados por la relatividad en el siglo 20. El principio de equivalencia de Einstein coloca todos los observadores en el mismo plano. Esto condujo a una ambigüedad en cuanto a qué es exactamente lo que se entiende por la «fuerza de la gravedad» y, en consecuencia, peso. Las ambigüedades introducidas por la relatividad condujeron, a partir de la década de 1960, a un considerable debate en la comunidad educativa sobre cómo definir el peso a sus alumnos. La elección fue una definición newtoniana de peso como la fuerza de un objeto en reposo en el suelo debido a la gravedad, o una definición operacional definida por el acto de pesaje.^{[cita requerida]} En la definición operacional, el peso se convierte en cero, en condiciones de ingravidez como en la órbita de la Tierra o la caída libre en el vacío. En tales situaciones, la visión newtoniana es que sigue existiendo una fuerza debido a la gravedad que no se mide (causando así un peso aparente de cero), mientras que la vista einsteiniana es que nunca existe una fuerza medible debido a la gravedad (incluso en el suelo ), sino que, en caída libre, ninguna fuerza puede medirse debido a que el suelo no ejerce la fuerza mecánica que ordinariamente se observó como «peso».

La magnitud del peso de un objeto, desde la definición operacional de peso, depende tan sólo de la intensidad del campo gravitatorio local y de la masa del cuerpo, en un sentido estricto. Sin embargo, desde un punto de vista legal y práctico, se establece que el peso, cuando el sistema de referencia es la Tierra, comprende no solo la fuerza gravitatoria local, sino también la fuerza centrífuga local debido a la rotación de la Tierra; por el contrario, el empuje atmosférico no se incluye, ni ninguna otra fuerza externa.²

Peso y masa [editar]

El dinamómetro sirve para medir el peso de los cuerpos.

Peso y masa son dos conceptos y magnitudes físicas bien diferenciadas, aunque aún en estos momentos, en el habla cotidiana, el término «peso» se utiliza a menudo erróneamente como sinónimo de masa, la cual es una magnitud escalar. La propia Academia reconoce esta confusión en la definición de «pesar»: «Determinar el peso, o más propiamente, la masa de algo por medio de la balanza o de otro instrumento equivalente».³

La masa de un cuerpo es una propiedad intrínseca del mismo, la cantidad de materia, independiente de la intensidad del campo gravitatorio y de cualquier otro efecto. Representa la inercia o resistencia del cuerpo a los cambios de estado de movimiento (aceleración, masa inercial), además de hacerla sensible a los efectos de los campos gravitatorios (masa gravitatoria).

El peso de un cuerpo, en cambio, no es una propiedad intrínseca del mismo, ya que depende de la intensidad del campo gravitatorio en el lugar del espacio ocupado por el cuerpo. La distinción científica entre «masa» y «peso» no es importante para muchos efectos prácticos porque la fuerza gravitatoria no experimenta grandes cambios en las proximidades de la superficie terrestre. En un campo gravitatorio constante la fuerza que ejerce la gravedad sobre un cuerpo (su peso) es directamente proporcional a su masa. Pero en realidad el campo gravitatorio terrestre no es constante; puede llegar a variar hasta en un 0,5% entre los distintos lugares de la Tierra, lo que significa que se altera la relación «masa-peso» con la variación de la fuerza de la gravedad.

Por el contrario, el peso de un mismo cuerpo experimenta cambios muy significativos al cambiar el objeto masivo que crea el campo gravitatorio. Así, por ejemplo, una persona de 60 kg (6,118 UTM) de masa, pesa 588,34 N (60 kgf) en la superficie de la Tierra. La misma persona, en la superficie de la Luna pesaría tan sólo unos 98,05 N (10 kgf); sin embargo, su masa seguirá siendo de 60 kg (6,118 UTM). Nota: En cursiva, Sistema Internacional; (entre paréntesis), Sistema Técnico de Unidades.

Bajo la denominación de peso aparente se incluyen otros efectos, además de la fuerza gravitatoria y el efecto centrífugo, como la flotación, el carácter no inercial del sistema de referencia (v.g., un ascensor acelerado), etc. El peso que mide el dinamómetro, es en realidad el peso aparente; el peso real sería el que mediría en el vacío en un referencial inercial.

Unidades de peso [editar]

Como el peso es una fuerza, se mide en unidades de fuerza. Sin embargo, las unidades de peso y masa tienen una larga historia compartida, en parte porque su diferencia no fue bien entendida cuando dichas unidades comenzaron a utilizarse.

Sistema Internacional de Unidades

Este sistema es el prioritario o único legal en la mayor parte de las naciones (excluidas Birmania y Estados Unidos), por lo que en las publicaciones científicas, en los proyectos técnicos, en las especificaciones de máquinas, etc., las magnitudes físicas se expresan en unidades del sistema internacional de unidades (SI). Así, el peso se expresa en unidades de fuerza del SI, esto es, en newtons (N):

• 1 N = 1 kg · 1 m/s²

Sistema Técnico de Unidades

En el Sistema Técnico de Unidades, el peso se mide en kilogramo-fuerza (kgf) o kilopondio (kp), definido como la fuerza ejercida sobre un kilogramo de masa por la aceleración en caída libre (g = 9,80665 m/s²)⁴

• 1 kp = 9,80665 N = 9,80665 kg·m/s²

Otros sistemas

También se suele indicar el peso en unidades de fuerza de otros sistemas, como la dina, la libra-fuerza, la onza-fuerza, etcétera.

La dina es la unidad CGS de fuerza y no forma parte del SI. Algunas unidades inglesas, como la libra, pueden ser de fuerza o de masa. Las unidades relacionadas, como el slug, forman parte de sub-sistemas de unidades.

Cálculo del peso [editar]

Contribución de las aceleraciones gravitatoria y centrífuga en el peso.

El cálculo del peso de un cuerpo a partir de su masa se puede expresar mediante la segunda ley de la dinámica:

donde el valor de  es la aceleración de la gravedad en el lugar en el que se encuentra el cuerpo. En primera aproximación, si consideramos a la Tierra como una esfera homogénea, se puede expresar con la siguiente fórmula:

de acuerdo a la ley de gravitación universal.

En realidad, el valor de la aceleración de la gravedad en la Tierra, a nivel del mar, varía entre 9,789 m/s² en el ecuador y 9,832 m/s² en los polos. Se fijó convencionalmente en 9,80665 m/s² en la tercera Conferencia General de Pesos y Medidasconvocada en 1901 por la Oficina Internacional de Pesos y Medidas (Bureau International des Poids et Mesures).⁵ Como consecuencia, el peso varía en la misma proporción.

Comparación del peso en el sistema solar [editar]

Anomalías del campo gravitacional terrestre (expresado en miligal⁶ ) respecto del valor estimado, considerando la variación del radio terrestre.

La siguiente lista describe el peso de un cuerpo de «masa unidad» en la superficie de algunos cuerpos del sistema solar, comparándolo con su peso en la Tierra:

Cuerpo celeste	Peso relativo	g (m/s2)
Sol	27,90	274,1
Mercurio	0,377	3,703
Venus	0,907	8,872
Tierra	1	9,82267
Luna	0,165	1,625
Marte	0,377	3,728
Júpiter	2,364	25,93
Saturno	0,921	9,05
Urano	0,889	9,01
Neptuno	1,125	11,28