Massa e peso

La massa di un oggetto può essere pensata come la quantità di materia dell'oggetto stesso; si esprime con le misure di peso, grammi o tonnellate non importa, ma massa e peso sono due cose diverse.

Facciamo un esperimento ideale. Prendiamo una bottiglia piena d'acqua e la mettiamo su una bilancia: supponiamo che il peso complessivo sia di un kilo; afferriamola per il collo e solleviamola tenendo il braccio orizzontale; dopo alcuni secondo non avvertiremo più lo sforzo necessario per sostenerla. Ora facciamo oscillare la bottiglia ruotando il polso: sentiremo una certa resistenza e per vincerla dovremo fare uno sforzo muscolare. Ora ci trasferiamo con bottiglia e bilancia sulla Stazione spaziale, in orbita a 400 km di altezza; abbiamo visto in televisione che gli oggetti lasciati in aria non cadono, perché la forza gravitazionale è controbilanciata dalla forza centrifuga. Mettiamo la bilancia sul pavimento e ci appoggiamo delicatamente la bottiglia: quando la lasciamo non succede nulla, la bilancia resta ferma sullo ZERO, il peso della bottiglia è nullo. Se però voglio farla oscillare sento la stessa resistenza che avevo sentito sulla Terra; se poi l'amico astronauta prende la bottiglia e me la tira in testa mi spacca la testa: questa è la massa, che è rimasta sempre di un kilo.

In conclusione la massa può essere definita come la quantità di inerzia di un corpo, cioè come la capacità di opporsi alle accelerazioni e decelerazioni, e come la capacità di attrarre ed essere attratto dagli altri corpi; se non viene aggiunta o tolta materia questa massa è costante. Il peso invece è la misura della forza con la quale la massa viene attratta gravitazionalmente. Si è stabilito, per convenzione, che la massa di 1 kilo è quella che sulla superficie terrestre pesa 1 kilo; la stessa massa portata in luoghi diversi avrà pesi diversi: per esempio sulla Luna gli oggetti pesano di meno che sulla Terra mentre su Giove pesano di più.

N.B.: Queste pesate vanno fatte con una bilancia a molla e non con una a contrappesi perché la variazione del campo gravitazionale agirebbe anche sui contrappesi stessi e non vedremmo alcuna differenza.

Sappiamo fin dagli esperimenti di Galileo che tutti i corpi, grandi o piccoli, cadono con la stessa velocità: questo sembra contraddire la legge della gravitazione di Newton; in realtà la legge è pienamente rispettata perché è vero che la forza che fa cadere il corpo aumenta con l'aumentare della massa ma siccome nello stesso modo aumenta la resistenza inerziale così l'accelerazione risulta costante per tutti i corpi.