Diferencia entre revisiones de «Masa»
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== Historia ==
El concepto de masa surge de la confluencia de dos leyes: la ley [[Ley de gravitación universal|Gravitación Universal de Newton]] y la 2ª Ley de Newton (o 2º "Principio"). Según la ley de la Gravitación de Newton, la atracción entre dos cuerpos es proporcional al producto de dos constantes, denominadas '''[[masa gravitacional]]''' —una de cada uno de ellos—, siendo así la masa gravitatoria una propiedad de la materia en virtud de la cual dos cuerpos se atraen; por la 2ª ley (o principio) de Newton, la fuerza aplicada sobre un cuerpo es directamente proporcional a la aceleración que experimenta, denominándose a la constante de proporcionalidad: '''[[masa inercial]]''' del cuerpo.
No es obvio que la masa inercial y la masa gravitatoria coincidan. Sin embargo todos los experimentos muestran que sí. Para la física clásica esta identidad era accidental. Ya Newton, para quien peso e inercia eran propiedades independientes de la materia, propuso que ambas cualidades son proporcionales a la ''cantidad de materia'', a la cual denominó '''"masa"'''. Sin embargo, para Einstein, la coincidencia de masa inercial y masa gravitacional fue un dato crucial y uno de los puntos de partida para su teoría de la Relatividad y, por tanto, para poder comprender mejor el comportamiento de la naturaleza. Según Einstein, esa identidad significa que: ''«la misma cualidad de un cuerpo se manifiesta, de acuerdo con las circunstancias, como inercia o como peso.»''
Esto llevó a Einstein a enunciar el Principio de equivalencia: ''«las leyes de la naturaleza deben expresarse de modo que sea imposible distinguir entre un campo gravitatorio uniforme y un sistema referencial acelerado.»'' Así pues, '''«masa inercial» y «masa gravitatoria» son ''indistinguibles''''' y, consecuentemente, cabe un único concepto de «masa» como sinónimo de «cantidad de materia», según formuló Newton.
En palabras de D. M. McMaster: «''la '''masa''' es la expresión de la '''cantidad de materia''' de un cuerpo, revelada por su peso, o por la cantidad de fuerza necesaria para producir en un cuerpo cierta cantidad de movimiento en un tiempo dado''.»<ref> {{cita libro
| apellidos = MacMasters
| nombre = D.M.
| título = Gran Enciclopedia del Mundo
| año = 1964
| editorial = Bilbao: Durvan, S.A. de Ediciones
| id = B1.-1.021-1964
}}
</ref>
En la física clásica, la masa es una constante de un cuerpo. En física relativista, la masa es función de la velocidad que el cuerpo posee respecto al observador. Además, la física relativista demostró la relación de la masa con la energía, quedando probada en las reacciones nucleares; por ejemplo, en la explosión de una [[bomba atómica]] queda patente que la masa es una magnitud que trasciende a la masa inercial y a la masa gravitacional.
Es un concepto central en [[física]], [[química]], [[astronomía]] y otras disciplinas afines.
== Masa inercial ==
{{AP|Masa inercial}}
La masa inercial para la física clásica viene determinada por la Segunda y Tercera [[Leyes de Newton|Ley de Newton]]. Dados dos cuerpos, A y B, con masas inerciales ''m<sub>A</sub>'' (conocida) y ''m<sub>B</sub>'' (que se desea determinar), en la hipótesis dice que las masas son constantes y que ambos cuerpos están aislados de otras influencias físicas, de forma que la única fuerza presente sobre A es la que ejerce B, denominada '''F'''<sub>AB</sub>, y la única fuerza presente sobre B es la que ejerce A, denominada '''F'''<sub>BA</sub>, de acuerdo con la Segunda Ley de Newton:
:<math>F_{AB} = m_A a_A \,\!</math>
:<math>F_{BA} = m_B a_B \,\!</math>.
donde '''a'''<sub>A</sub> y '''a'''<sub>B</sub> son las [[aceleración|aceleraciones]] de A y B, respectivamente. Es necesario que estas aceleraciones no sean nulas, es decir, que las fuerzas entre los dos objetos no sean iguales a cero. Una forma de lograrlo es, por ejemplo, hacer colisionar los dos cuerpos y efectuar las mediciones durante el choque.
La Tercera Ley de Newton afirma que las dos fuerzas son iguales y opuestas:
:<math>F_{AB} = - F_{BA} \,\!</math>.
Sustituyendo en las ecuaciones anteriores, se obtiene la masa de B como
:<math>m_B = {a_A \over a_B} m_A \,\!</math>.
Así, el medir '''a'''<sub>A</sub> y '''a'''<sub>B</sub> permite determinar ''m<sub>B</sub>'' en relación con ''m<sub>A</sub>'', que era lo buscado. El requisito de que '''a'''<sub>B</sub> sea distinto de cero hace que esta ecuación quede bien definida.
En el razonamiento anterior se ha supuesto que las masas de A y B son constantes. Se trata de una suposición fundamental, conocida como la [[Ley de conservación de la masa|conservación de la masa]], y se basa en la hipótesis de que la materia no puede ser creada ni destruida, sólo transformada (dividida o recombinada). Sin embargo, a veces es útil considerar la variación de la masa del cuerpo en el tiempo; por ejemplo, la masa de un [[cohete]] decrece durante su lanzamiento. Esta aproximación se hace ignorando la materia que entra y sale del sistema. En el caso del cohete, esta materia se corresponde con el combustible que es expulsado; la masa conjunta del cohete y del combustible es constante.
== Masa gravitacional ==
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