Masa

    Magnitud que expresa la cantidad de materia contenida en un cuerpo. La unidad de masa en el Sistema Internacional es el kilogramo (kg), que se define como la masa de un bloque de aleación de platino e iridio que se conserva en Versalles (Francia). En el sistema CGS (cegesimal), la unidad es el gramo, el cual es la milésima parte del kilogramo patrón.

    La Física, tradicionalmente, ha definido la masa de dos modos, apoyándose en consecuencias de ésta: la masa inerte y la masa pesante o gravitatoria.

    Se llama inercia a la tendencia de los cuerpos a no cambiar de velocidad. Según la segunda ley de la Mecánica Clásica, cuando sobre un cuerpo se aplica una fuerza, F, aparece una aceleración, a, colineal con dicha fuerza y de su mismo sentido, tal que, llamando m a la masa del cuerpo, es:

    De las igualdades anteriores se deduce que si una fuerza F origina una aceleración a, otra fuerza 2F causaría una aceleración 2a. Es decir, las fuerzas aplicadas a un cuerpo son proporcionales a las aceleraciones que provocan. La constante de proporcionalidad es, precisamente, la masa del cuerpo.

    La experiencia demuestra la veracidad de lo dicho. Si se quiere mover una caja que inicialmente está en reposo, arrastrándola con una determinada velocidad, la fuerza que hay que aplicar no es la misma si la caja está vacía que si está llena de libros.

    El segundo concepto de masa, la masa pesante o gravitatoria, hace referencia al peso de un cuerpo en función de su masa, es decir, a la fuerza con que la Tierra lo atrae.

    Si se mide la masa de un cuerpo con los criterios señalados, inercia y atracción gravitatoria, se obtendrá el mismo resultado.

    En la Mecánica Clásica, la masa de un cuerpo es una magnitud escalar constante. Sin embargo, Albert Einstein, en su Teoría de la Relatividad, demostró que si un cuerpo se movía a una velocidad v cercana a la de la luz, el valor de su masa era de:

    siendo m0 la masa del cuerpo en reposo y c la velocidad de la luz. Naturalmente, en los fenómenos observables de la vida diaria (movimiento de un coche, de un proyectil, etc), v es despreciable frente a c y, por tanto, la masa puede considerarse constante.

    También en la Teoría de la Relatividad, Einstein demostró que la masa puede desaparecer, engendrándose entonces una muy importante cantidad de energía. La existencia de procesos de fisión y fusión nucleares lo demuestra.

    Un concepto íntimamente ligado al de masa es el de densidad, la cual se define como la masa contenida en una unidad de volumen. Por tanto:

    El valor de la densidad es fundamental para explicar la distribución de líquidos inmiscibles, fenómenos hidrodinámicos, mecánica de fluidos, etc.

    Para obviar el problema de medir masas en el comercio internacional, en diferentes condiciones ambientales y geográficas, la Organización Internacional de Metrología Legal (OIML) ha elaborado el concepto de masa convencional de un cuerpo, que se define como la masa de un modelo de 8000 kg/m3 de densidad que equilibra a dicho cuerpo en el seno de un aire que está a 20 ºC y con una densidad de 0,0012 g/cm3.