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Solución:
En primer lugar, los astronautas estarían midiendo masa. Esta es la propiedad de una cosa que determina qué tan difícil es acelerarla. No cambia con la gravedad local. o falta de gravedad. Una bala Magnum 450 te dolerá tanto si te golpea en la Tierra, Marte, la Luna o la ISS.
Hay un montón de cosas guardadas muy seguras en un laboratorio en Francia. La masa de ese bulto está ***definida*** como exactamente 1 kilogramo.
La mayoría de las personas usará con frecuencia los términos peso y masa indistintamente. Solo los tipos nerds como los profesores de física insistirán en una distinción.
Da la casualidad de que la masa de un objeto también determina cuánta fuerza ejerce el planeta local sobre él. Por lo tanto, puedes estimar la masa de algo levantándolo y usando la experiencia para decirte la masa. Si te falta la experiencia, como The Martian, la conjetura puede estar equivocada.
Puedes medir la masa de un objeto usando un resorte para levantar el objeto. Esto no es satisfactorio por varias razones: la gravedad es diferente en diferentes partes del mundo (y en diferentes mundos) y el resorte puede cambiar sus propiedades con la temperatura, la edad o el maltrato. Si observa la escala que se usa en una tienda para medir las cosas a la venta, puede ver algo como; “Peso honesto; sin resortes”.
La forma más sencilla de medir la masa con precisión es utilizar la atracción local de la gravedad sobre dos masas: la que se quiere medir, y una o varias masas patrón ya determinadas. Por ejemplo, este balance químico:
utiliza un conjunto de masas calibradas apiladas en una bandeja y la masa desconocida en la otra bandeja hasta que las bandejas se equilibren. Esta balanza, con el mismo conjunto de masas estándar, se puede utilizar en cualquier parte del mundo, o en Marte o la Luna, con exactamente los mismos resultados en todos los lugares. La única suposición es que la gravedad es la misma en ambas bandejas.
Otro tipo de equilibrio es ligeramente diferente:
Aquí, en lugar de tener un conjunto de masas estándar, la balanza tiene dos o más masas estándar que se mueven de una muesca a otra en una barra horizontal. Aquí, la precisión depende del tamaño de las masas estándar y de la ubicación de las muescas en la barra. Las muescas desgastadas o las manchas de mantequilla de maní y mermelada en las masas pueden degradar la precisión.
En resumen, cualquier escala que mida la masa comparando la atracción de la gravedad en masas estándar y desconocidas funcionará para dar la misma masa en cualquier campo de gravedad…
Sí, los astronautas medirían la masa, que se mediría en kilogramos (o algún otro múltiplo del gramo). Esto es distinto de pesoCuál es el fuerza (a diferencia de la masa) ejercida sobre esa masa en virtud de la gravedad del planeta/luna/estación espacial en la que se encuentra.
Un conjunto de balanzas mide la fuerza, no la masa, pero la lectura está calibrada en kilogramos, lo que indica la masa de algo que (en la Tierra) produciría la misma fuerza que el objeto que se pesa.
¿Cómo mediría la masa en gravedad cero (o, de hecho, en un cuerpo que tenía una gravedad diferente a la de la tierra)? Sostenga algo en su mano y sacúdalo de lado a lado, horizontalmente. Algo que es más masivo requerirá más esfuerzo para sacudirlo, debido a su mayor inercia. Esta medida no tiene nada que ver con el peso o la gravedad, por lo que podría hacerse igualmente bien, sin recalibración, en la Tierra, Marte o donde sea.
Si en Marte donde $g = 3.711 $ m/s$^2$ como la fuerza del campo gravitacional es significativa, pueden usar una balanza química/de cocina estándar basada en un resorte o un medidor de tensión.
Con la balanza pueden llevar consigo un conjunto de masas conocidas para calibrar la balanza en kilogramos.
Además de compensar el valor diferente de la fuerza del campo gravitacional entre la Tierra y Marte, esto asegurará que cualquier cambio en las características del resorte/medidor de tensión debido al vuelo espacial no afectará las mediciones de masa.
Entonces, si la masa estándar es de 10 kg y la lectura de la balanza es de 37 unidades (cualesquiera que sean las unidades en las que esté calibrada la balanza) y la masa desconocida da una lectura de 59 unidades, entonces la masa desconocida = $10 times dfrac59 37 = 16$ kg
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