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Cosa è il peso in Fisica?

Difficoltà: Scuola superiore, Università

Materia: Fisica

Il peso, anche detto forza peso, è una forza in tutto e per tutto. La principale importante differenza tra peso e massa è di modello matematico, perché il peso è modellato con un vettore, mentre la massa no. La massa è modellata come uno scalare e quindi è solamente un numero, perché non è possibile immaginare una direzione e un verso della massa, è semplicemente una proprietà del corpo. Se per esempio un corpo ha massa pari a 65kg come possiamo dire qualcosa sulla direzione e sul verso di questa massa? Non si può.

Anche se peso e massa sono diversi esiste una relazione tra loro. Supponendo di indicare con \(\overrightarrow{F}_p\) la forza peso e con \(m\) la massa del corpo vale la seguente relazione:

\(\overrightarrow{F}_p =m \cdot \overrightarrow{g}\)

In cui \(\overrightarrow{g}\) è l’accelerazione gravitazionale e il modulo dell’accelerazione gravitazionale è \(9,81 \frac{m}{s^2}\)

Rappresentazione grafica del vettore forza peso. è sempre concorde all'accelerazione gravitazionale
Figura 1 Rappresentazione del vettore forza peso. è sempre concorde all’accelerazione gravitazionale

Quindi la forza peso è il prodotto tra una grandezza scalare (la massa) e una grandezza vettoriale (l’accelerazione gravitazionale). L’effetto della grandezza scalare è quello di allungare o accorciare il vettore accelerazione, ma la massa non può mai ribaltare il vettore accelerazione, in quanto la massa non può mai essere negativa.

Ricordiamo che, come tutte le forze, anche la forza peso si misura in Newton e non in chilogrammi come la massa. Sottolineiamo quindi che non è possibile sommare massa e peso, perché hanno modellazioni matematiche diverse e hanno pure unità di misura differenti.

L’unità di misura della forza nel SI, il Newton, è definito come:

\(N=\frac{Kg \cdot m}{s^2}\)

Ovvero:

\(N=Kg \cdot \frac{m}{s^2}\)

In cui possiamo osservare che sono presenti le unità di misura \(kg\) e dell’accelerazione \(\frac{m}{s^2}\)

Poiché la forza ha come unità di misura il Newton nessun vettore che non abbia la stessa unità di misura può esserle sommato. Quindi non è possibile sommare la forza con l’accelerazione, anche se sono entrambi vettori.

Un newton corrisponde quindi alla massa di un kilogrammo sottoposta ad una accelerazione di un metro al secondo quadro.