LA DENSIDAD DE LOS CUERPOS
DENSIDAD: La densidad, es una de las propiedades más características de cada sustancia. Es a masa de la unidad de volumen. Se obtiene dividiendo una masa conocida de la sustancia entre el volumen que ocupa. Llamando m a la masa, y v al volumen, la densidad, d, vale: d= m/v. Unidades. En el Sistema Internacional la unidad de densidad es el kg (Unidad de masa) entre el m3 (unidad de volumen). Es decir, el kg/cm3 Sin embargo es muy frecuente expresar la densidad en g/cm3 (Unidad cegesimal). PESO ESPECÍFICO. El peso específico de una sustancia es el peso de la unidad de volumen. Se obtiene dividiendo un peso conocido de la sustancia entre el volumen que ocupa. Llamando p al peso y v al volumen, el peso específico, Pc, vale: Pc= p/v
Los cuerpos difieren por lo general en su masa y en su volumen. Estos dos atributos físicos varían de un cuerpo a otro, de modo que si consideramos cuerpos de la misma naturaleza, cuanto mayor es el volumen, mayor es la masa del cuerpo considerado. A diferencia de la masa o el volumen, que dependen de cada objeto, su cociente depende solamente del tipo de material de que está constituido y no de la forma ni del tamaño de aquél. La densidad está relacionada con el grado de acumulación de materia (un cuerpo compacto es, por lo general, más denso que otro más
disperso), pero también lo está con el peso. Así, un cuerpo pequeño que es mucho más pesado que otro más grande es también mucho más denso. d = densidad d = m/v = masa/ volumen = kg/m3 Esto es debido a la relación de Peso, asi, P = m · g existente entre masa y peso. No obstante, para referirse al peso por unidad de volumen la física ha introducido el concepto de peso específico Pe que se define como el cociente entre el peso P de un cuerpo y su volumen. El peso específico representa la fuerza con que la Tierra atrae a un volumen unidad de la misma sustancia considerada. Pe = P/v = peso/volumen = Newton/m3 La unidad del peso específico en el SI es el N/m3 La relación entre peso específico y densidad es la misma que la existente entre peso y masa. En efecto: siendo g la aceleración de la gravedad. Peso = P = m*g = masa*gravedad Sustituimos P en la formula de Pe y tenemos que: Pe = (m*g)/v = d*g = densidad por aceleración de la gravedad Densidades de algunos elementos Agua = 1000 kg/m3 Glicerina = 1260 Alcohol etílico = 810 Madera de pino = 420 Platino = 21400 Huesos = 1700 y 2000
Densidad Masa y Peso La masa de un objeto es una propiedad fundamental del objeto; es una medida numérica de su inercia; una medida fundamental de la cantidad de materia en el objeto. Las definiciones de masa a menudo, se ven redundantes porque es una cantidad tan fundamental que resulta dificil definirla en función de algún otro término. Todas las cantidades mecánicas se pueden definir en términos de masa, longitud y tiempo. El símbolo usual de la masa es m y su unidad en el sistema SI es el kilogramo. Aunque la masa se considera normalmente como una propiedad invariable de un objeto, se debe considerar la masa relativista para velocidades cercanas a la velocidad de la luz. El peso de un objeto es la fuerza de la gravedad sobre el objeto y se puede definir como el producto de la masa por la aceleración de la gravedad, w = mg. Puesto que el peso es unafuerza, su unidad en el sistema SI es el Newton. La densidad es masa/volumen.
PESO El peso de un objeto se define como la fuerza de la gravedad sobre el objeto y se puede calcular como el producto de la masa por la aceleración de la gravedad, w = mg. Puesto que el peso es una fuerza, su unidad SI es el Newton. Para un objeto en caida libre, la gravedad es la única fuerza que actúa sobre él, por lo tanto la expresión para el peso derivada de la segunda ley de Newton es
Unidades de peso 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 kilogramofuerza (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 elslug, forman parte de sub-sistemas de unidades.
CALCULO DEL 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 Pesas y Medidas convocada en 1901 por laOficina Internacional de Pesas y Medidas (Bureau International des Poids et Mesures).5 Como consecuencia, el peso varía en la misma proporción.
En la superficie de la Tierra, donde g=9.8 m/s2 :
