Distinguir entre inercia y masa

¿Qué es la inercia?

Hace mucho tiempo, vivía un tipo realmente inteligente llamado Galileo Galilei. Galileo fue un gran científico, con intereses en física, matemáticas, astronomía y filosofía. Una de sus contribuciones más importantes al mundo científico fue un descubrimiento que hizo sobre los objetos en movimiento.

Anteriormente, otro tipo famoso, Aristóteles, había dicho que había dos tipos de movimiento: natural y antinatural. Creía que el movimiento natural se producía sin una fuerza: cosas como el sol, la luna y otros tipos similares de objetos en el cielo se movían sin que nada los empujara o tirara. Entonces, el movimiento antinatural era un movimiento que requería una fuerza, algo que empujaba o tiraba del objeto para que se moviera.

¡Pero Galileo descubrió que, de hecho, esto no era correcto! Galileo dijo que sí, se necesitaba una fuerza para que un objeto se moviera, pero una vez que ese objeto se movía, seguiría moviéndose incluso sin que ninguna fuerza actuara sobre él. A través de varios experimentos, pudo demostrar que todos los objetos tienen la tendencia a permanecer como están, ya sea en reposo o en movimiento. Esta propiedad se llama inercia y no es una fuerza, sino que es la propiedad de la materia para resistir cambios en el movimiento.

Entonces, si un objeto se está moviendo, se resiste a no moverse, y si está estacionario, se resiste al movimiento. ¡Eso es inercia! Este fue un gran descubrimiento en verdad. Pero, poco tiempo después, apareció otro gran científico llamado Isaac Newton (el tipo debajo del manzano) y refinó la idea de inercia de Galileo. A Galileo le preocupaba cómo se movían las cosas; Newton estaba interesado en por qué se movían las cosas.

El trabajo de Newton dio al concepto de inercia de Galileo el estatus de ley científica, su primera ley, generalmente llamada ley de inercia . Esta ley establece que “todo objeto continúa en su estado de reposo o de velocidad uniforme en línea recta a menos que actúe sobre él una fuerza neta”. En resumen, los objetos en reposo permanecen en reposo y los objetos en movimiento permanecen en movimiento a menos que una fuerza cambie su estado.

La inercia es algo muy bueno. ¿Conoces ese famoso truco de sacar un mantel de debajo de los platos en una mesa? Los platos no se caen de la mesa por inercia, están en reposo, ¡así es como se quedan! Los satélites en órbita permanecen en órbita porque ya se están moviendo; ninguna fuerza actúa sobre ellos para evitar que lo hagan.

Sin embargo, hay una advertencia aquí. La fricción es una fuerza que afecta el movimiento. Has experimentado fricciones muchas veces; esa quemadura que siente al deslizarse por un tobogán de metal es la fricción entre su piel y el tobogán. Cuando te frotas las manos, hay fricción entre ellas. Su automóvil se detiene en un semáforo en rojo porque su pie empuja las partes del freno juntas, creando fricción. La fricción ocurre para sólidos, líquidos y gases, y actúa en la dirección opuesta a la dirección del movimiento. La cantidad de fricción depende de la superficie de los objetos que se mueven entre sí, por lo que es un factor importante en el movimiento (o reposo) de los objetos.

¿Qué es la masa?

Los objetos más grandes son generalmente más difíciles de mover que los objetos más pequeños, ¿verdad? Esto se debe a que los objetos más grandes tienden a ser más masivos. La masa , que es una medida de inercia, es la cantidad de materia en un objeto. La masa de algo depende de la cantidad y el tipo de “material” de que está hecho. Patea una lata vacía y es fácil moverse porque no es muy grande. Pero llene la lata con plomo y es mucho más difícil ponerse en movimiento porque el plomo es muy grande.

Esto también significa que cuanto más masivo es un objeto, más inercia tiene. Esto tiene sentido porque un objeto hecho de más “cosas” será más difícil de mover o dejar de moverse. ¿Prefieres intentar mover un elefante o un ratón? ¿Qué tal detener un semirremolque o una motocicleta a gran velocidad? Tanto el elefante como el semi tienen más masa, por lo que tienen más inercia. Sería mucho más fácil mover el mouse y detener la motocicleta porque tienen menos masa y, por lo tanto, menos inercia.

Sin embargo, tenga cuidado porque los objetos más grandes no siempre son más masivos. Su almohada es claramente más grande que la batería de su automóvil, pero la batería del automóvil es más grande porque está hecha de más ‘cosas’. Esas cosas simplemente están empaquetadas en un espacio más pequeño que las ‘cosas’ en tu almohada.

Una cosa que no es la masa es el peso. En la Tierra, tendemos a usarlos indistintamente, pero el peso es la fuerza sobre un objeto debido a la gravedad. En la Tierra, son similares porque aquí tenemos bastante gravedad. Pero en el espacio donde la gravedad es mínima, un objeto seguirá teniendo masa incluso si no tiene peso. No perderá la materia de la que está hecha (su masa), pero la fuerza que empuja esa materia hacia abajo será menor (su peso). Y en caso de que se lo pregunte, Newton también tiene algunas ideas bastante interesantes sobre la masa, ¡pero aprenderemos sobre eso en otra lección!

Resumen de la lección

Gracias al arduo trabajo de Galileo y Newton, la inercia finalmente obtuvo su merecido. La inercia es la tendencia de los objetos a permanecer como están, ya sea en reposo o en movimiento. La primera ley de movimiento de Newton, a menudo llamada ley de inercia , lleva esto un paso más allá al afirmar que “todo objeto continúa en su estado de reposo o de velocidad uniforme en línea recta a menos que actúe sobre él una fuerza neta”. Básicamente, esto dice que a menos que una fuerza haga que un objeto se mueva, permanecerá en su lugar o permanecerá en movimiento a menos que una fuerza lo detenga.

Y aquí es donde entra en juego la fricción. La fricción , una fuerza que afecta el movimiento, es algo que experimentamos a menudo en la Tierra. Evita que sus pies se deslicen por el suelo con cada paso que da y dificulta que algo se mueva sobre una superficie rugosa. Pero en su ausencia, como en el espacio, los objetos, como los satélites, son libres de seguir moviéndose sin fuerzas molestas como la fricción que los detenga.

La masa , que es la cantidad de materia en un objeto, está directamente relacionada con la inercia de ese objeto. Los objetos más masivos (como los elefantes) serán más difíciles de mover o dejar de moverse, mientras que los objetos que son menos masivos (como los ratones) serán más fáciles de mover o dejar de moverse. Esto se debe a que los objetos más masivos tienen más inercia, por lo que se necesita más fuerza para detener o iniciar su movimiento.

Tenga cuidado de no confundir esto con el peso, porque el peso es la fuerza sobre un objeto debido a la gravedad. Están relacionados porque los objetos con más masa también tendrán más peso. Pero en lugares como el espacio, donde la gravedad es mínima, los objetos serán igual de masivos incluso si ya no pesan nada.

Los resultados del aprendizaje

Una vez completada esta lección, es posible que tenga la capacidad de:

• Discutir la inercia y comprender la explicación de Galileo de esta ley.
• Reafirma la primera ley del movimiento de Newton
• Explore la relación entre fricción e inercia
• Diferenciar entre masa y peso y describir el impacto de cada uno en la inercia.