La massa e il peso

 Unità 2 LA MATERIA ›› 1 La materia e le sue proprietà

LA MASSA E IL PESO

Se solleviamo una biglia di ferro e una biglia di plastica di uguali dimensioni, ci accorgiamo subito che la prima è più pesante. Come mai? Entrambe sono fatte di materia e occupano lo stesso spazio, quindi non dovrebbe esserci alcuna differenza. Invece non è così, perché nella biglia di ferro la materia è più “concentrata”, ce n’è una quantità maggiore; in altre parole, la biglia di ferro ha una massa maggiore rispetto alla biglia di plastica. La massa, infatti, rappresenta la quantità di materia che costituisce un corpo. L’unità di misura della massa nel Sistema Internazionale (SI) è il chilogrammo massa, o più comunemente chilogrammo (kg); il suo sottomultiplo più utilizzato è il grammo (g), che è la millesima parte di un chilogrammo (1000 g = 1 kg).
Per misurare la massa di un corpo si utilizza la bilancia a bracci uguali (1): si mette il corpo su un piatto della bilancia e si aggiungono sull’altro piatto delle masse “campione” (più spesso chiamate “pesi”, il cui valore è già conosciuto e che si usano come termine di confronto), fino a che non si ottiene una condizione di equilibrio tra i due piatti: la massa del corpo corrisponde alla somma delle masse campione. Se sui due piatti della bilancia vengono posti corpi con la stessa massa, i piatti restano in equilibrio, si trovano cioè alla stessa altezza. Se invece si pongono corpi con massa diversa, il piatto con il corpo di massa maggiore si abbassa e occorre aggiungere massa sull’altro piatto per ottenere la situazione di equilibrio: è questo che accade se proviamo a porre sui due piatti la biglia di ferro e quella di plastica.
Quando la sollevi, quindi, senti che la biglia di ferro è più pesante perché ha massa maggiore di quella di plastica.
Massa e peso però non sono la stessa cosa, anche se nel linguaggio comune questi termini vengono usati come sinonimi. Il peso infatti è una grandezza che misura la forza con cui un oggetto viene attratto verso il centro della Terra dalla forza di gravità. La massa rimane sempre uguale, perché la quantità di materia che costituisce un corpo resta costante; il peso invece varia a seconda della forza di gravità presente nel luogo in cui si effettua la misurazione.
Sulla superficie della Terra massa e peso coincidono, ma se potessimo portare con noi le due biglie in un altro punto dell’Universo, per esempio sulla Luna (2), e misurassimo la loro massa e il loro peso, troveremmo che la massa è rimasta invariata, mentre il peso si è ridotto di circa 1/6, poiché la Luna attrae i corpi con una forza sei volte inferiore a quella della Terra.                     

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Lo strumento usato per misurare il peso è il dinamometro (3), e la sua unità di misura è il newton, in onore dello scienziato inglese scopritore della legge di gravitazione universale; nel linguaggio comune, però, per indicare il peso viene in genere usato il chilogrammo-peso, che spesso è chiamato semplicemente chilogrammo (kg) il cui valore è equivalente a quello della massa.

IL VOLUME

Come abbiamo visto, possiamo definire materia tutto ciò che occupa uno spazio e consideriamo corpi materiali tutti gli oggetti fatti di materia; ogni corpo, quindi, occupa un certo spazio.
Lo spazio occupato da un corpo materiale si chiama volume.
Nel SI l’unità di misura del volume è il metro cubo (m3), una grandezza derivata dal metro: un metro cubo equivale a un cubo il cui spigolo è lungo un metro (4).
Un sottomultiplo molto usato del metro cubo è il decimetro cubo, che è equivalente al litro (l), ossia l’unità di misura più usata per il volume dei liquidi e quindi anche per la capacità dei recipienti (1 litro ha un volume di 1 decimetro cubo).
Il volume occupato da un corpo può essere misurato con uno strumento specifico: il cilindro graduato, un recipiente a forma di cilindro che è stato tarato, cioè su cui sono state segnate delle tacche in corrispondenza di valori noti di volume, espressi in millilitri (ml), ossia in sottomultipli del litro. Con questo strumento si misura solitamente il volume dei liquidi e, grazie al metodo chiamato “per spostamento d’acqua”, anche quello dei corpi solidi di forma irregolare: immergendo un corpo in un liquido contenuto nel cilindro graduato, si verifica infatti un innalzamento del volume del liquido che è pari al volume del corpo stesso.
Per calcolare invece il volume dei corpi solidi di forma regolare (cubi, piramidi, coni) o il volume di corpi scomponibili in solidi regolari, in genere si ricorre alle formule geometriche.

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SPERIMENTIAMO ›› LA MATERIA OCCUPA UNO SPAZIO

OCCORRENTE

Un cilindro graduato da 1000 ml; un sasso; acqua.

TEMPO NECESSARIO

10 minuti.

COME PROCEDERE

Riempiamo d’acqua il cilindro graduato fino a raggiungere la tacca che indica 400 ml; prendiamo un sasso e immergiamolo nell’acqua. Controlliamo di nuovo il livello e calcoliamo la differenza tra questo valore e quello segnato dall’acqua prima che il sasso venisse immerso: il risultato corrisponderà al volume occupato dal sasso.

Scienze evviva! - volume A
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