Impariamo insieme: Differenza fra massa e peso

Chilogrammo campione

Che differenza c’è tra massa e peso?

Questo dilemma ha da sempre instillato dubbi e tormenti nelle fervide menti di tutti gli studenti del mondo, più o meno di tutte le età.

Se la massa si esprime in kg e il peso si esprime in kg quale mai sarà questa gran differenza d’importanza fondamentale?

L’origine della confusione sta proprio nell’unità di misura. Allora viene spontanea questa riflessione: se l’equivoco sta nell’unità di misura, vuol dire che una delle due entità è rappresentata da un'unità di misura inappropriata.

Tale riflessione, che in un modo o nell’altro tutti hanno fatto (kg qui, kg là, eppure sono cose diverse, c'è qualcosa che non mi torna), è assolutamente appropriata.

Ebbene, è imprecisa l’unità di misura della massa o quella del peso?

È imprecisa l'unità di misura del peso!

La vera, originale, unità di misura del peso è il Newton (N). Infatti il Newton è l'unità di misura della forza e il peso non è altro che una forza.
Invece il kg (che è convenzionalmente, ma in modo inappropriato, l’unità di misura del peso) è l’unità di misura della massa.

Fra poche righe chiarisco tutto, ma nel frattempo fissatevi il primo passo per risolvere il dilemma:
- la massa si misura in kg;
- il peso (che è una forza) si misura in Newton.

Naturalmente oggi è comunemente accettato l’utilizzo del simbolo kg per il peso, e quindi è corretto utilizzarlo, ma è importante sapere che si tratta solo di una convenzione.

Chiariamo il tutto

Massa

Pulite le vostre menti e ripartite da zero: in origine era la massa e il suo nome era kg.

La massa è QUANTITÀ di materia e questa quantità si misura in kg. E’ sempre la stessa, sulla terra, sulla luna o nello spazio vuoto fuori dalla galassia. Vedete bene quindi che l’unità di misura kg non ha niente a che vedere col peso (che è una forza), bensì con la massa, cioé la quantità di materia che compone un corpo.
(approfondisci)

Peso

Il peso è la forza che esprime un corpo quando è sollecitato dall' accelerazione di gravità. Una quantità di materia posta sul nostro pianeta subisce un’accelerazione imposta dalla gravità della terra. L’interazione massa (quantità di materia) – accelerazione di gravità, produce una forza. Questa forza è chiamata peso.

Vediamo la formula:

peso = quantità di materia (kg) x accelerazione di gravità (m/sec²⁾

peso = kg x m/sec² = Newton (unità di misura della forza – N)

peso = forza = Newton (N)= kg x m/sec²

Fra il N e il kg (che più correttamente si dovrebbe sostituire con kgf, cioé kg forza, passa la relazione:

1 kgf = 9,81 N

vediamo perché.

Se prendessimo il chilogrammo campione della foto (un blocco di metallo conservato in Francia) la cui massa è esattamente 1 kg, e lo portassimo a latitudine 45°, a livello del mare, peserebbe esattamente 1 kgf (cioé 9,81 N). Ma solo lì avrebbe questo peso preciso, nel vuoto non peserebbe praticamente nulla.

Quel luogo è stato scelto convenzionalmente per fissare l’unità di misura in modo preciso, perché lì l’accelerazione di gravità è esattamente (circa) 9,81.

Calcoliamo:

peso = 1 kg (quantità di materia, massa) x 9,81 m/sec²(accelerazione di gravità) = 9,81 N = 1 kgf = 1 kg (unità di misura accettata e convenzionale)

Anche il chilogrammo campione crea qualche confusione perché la sua quantità di materia (massa) è 1 kg, e rappresenta, nelle condizioni particolari sopra descritte, il peso di riferimento di 1 kg (che noi sappiamo però essere 9,81 N).

Un altro aspetto che genera confusione fra massa e peso è proprio il fatto che, qui sulla Terra, il valore della massa (quantità di materia in kg) coincide con il valore del peso in kg. Se usassimo sempre kgf (1 kg convenzionale = 1 kgf = 9,81 N) questa confusione non sussisterebbe.
Quindi, come valore numerico assoluto, sulla Terra, la massa coincide grosso modo con il peso, ma la stessa identica massa sulla luna corrisponderebbe ad un peso di circa 6 volte inferiore.

Riassumendo:

massa = quantità di materia = kg,

peso = quantità di materia x accelerazione di gravità = N
1 kg (kgf) = 9,81 N
Per convenzione: sulla Terra un kg di massa equivale a 1 kg di peso (1 kgf, cioé 9,81 N)

IMPORTANTE

La relazione 1 kg = 9,81 N è totalmente scorretta e può essere causa di terribili pomeriggi passati ad arrovellarsi il cervello vagando nell'angoscia senza capire cosa c'è che non funziona in qualche formula che stiamo osservando.

infatti è possibile questo?

kg = kg * m/sec²
^{Vi pare che l'equazione sia corretta? Le unità di misura si devono equivalere. Così non va.}
^{Come mai?}
^{Perché kg NON È l'unita di misura del peso, bensì della massa, in questo caso kg è puramente un simbolo, si poteva usare fgdy o xapeoipaoeir al suo posto che era la stessa cosa, ma è stato usato kg generando una grandissima confusione.}
^{Per questo, in caso di difficoltà abituativi ad usare SEMPRE il Newton o il kgf, sapendo che la relazione fra questi é:}
^{1 kgf = 9,81 N}
^{Quindi, se in un testo trovate "kg" chiarite subito:}
^{1) kg si riferisce alla massa di un corpo allora va bene lo tenete;}
^{2) kg si riferisce al peso, allora non va bene, sostituitelo con kgf tenendo sempre presente la relazione 1 kgf = 9,81 N, così da non fare errate semplificazioni col termine "kg".}
^{Ma ricordate che, convenzionalmente, è normale trovare dappertutto il peso espresso in kg, anche negli esercizi e problemi di fisica; se siete in difficoltà, quando vi riferite al peso sostituite "kg" con "kgf".}
^{Problema e risolutore interattivo}
^{Poniamo in forma di problema l'esempio precedente:}
^{un corpo sul pianeta Terra ha una massa pari a 1 kg, quanto pesa? Dare la risposta in N.}
Peso = massa x accelerazione

massa = 1 kg
accelerazione = gravità terrestre = (circa) 9,81 m/sec²

peso = 1 kg x 9,81 m/sec² = 9,81 N

a questo punto potrete andare in giro a dire che su vostro pianeta preferito pesate ... kg (kgf!)

Per concludere, qui trovate alcuni problemi.

Massa	kg
Accelerazione di gravit&agrave	m/sec^2