Forza-peso
Relazione tra massa e forza-peso
Avendo introdotto i concetti di massa e di forza, vogliamo ora stabilire una relazione tra la grandezza fisica massa e la grandezza fisica forza-peso. Ogni oggetto posto sulla superficie terrestre è sottoposto a una forza detta forza-peso o forza di gravità che lo attira verso il centro della Terra. L'intensità della forza-peso FP di un oggetto avente massa m è data da FP = m · g, dove g è una costante che sulla superficie terrestre è pari a 9.80 N / kg. In altre parole se un corpo ha una massa pari a 1 kg, la sua forza-peso sulla superficie terrestre vale 9.80 N.
Anche se nel linguaggio comune si usano spesso i kilogrammi per indicare il peso di una persona, in fisica i concetti di massa e di forza-peso sono profondamente distinti. La massa è una grandezza fondamentale, al pari della lunghezza e del tempo, mentre invece il peso è una grandezza derivata. Nel Sistema Internazionale la massa si misura in kilogrammi, il peso in newton. È lecito invece utilizzare il kilogrammo-peso (kgp) come unità di misura di peso alternativa al newton. 1 kgp è la forza-peso di un corpo avente massa 1 kg. Di conseguenza avremo che 1 kgp = 9.8 N o, equivalentemente, 1 N = 0.102 kgp.
La massa di un corpo è una proprietà invariante, dipende solo dalla quantità di materia di un corpo ed è pertanto la stessa sulla Terra, sulla Luna, al livello del mare e sulla punta dell'Everest. La forza-peso invece può cambiare perché, come vedremo, il valore di g varia a seconda del pianeta che prendiamo in considerazione e al variare dell'altezza sul livello del mare. Ad esempio, se al livello del mare abbiamo un'accelerazione g = 9.80 N / kg, a un'altezza di 10.000 metri l'accelerazione di gravità scende a g = 9.77 N / kg. Ad ogni modo, d'ora in poi arrotonderemo sempre l'accelerazione di gravità sulla Terra a 2 cifre significative e scriveremo g = 9.8 N / kg.
Per concludere vogliamo chiarire che, pur di rimanere in un determinato luogo (ad esempio sulla superficie della Terra), il valore dell'accelerazione di gravità g = FP / m rimane costante. Pertanto possiamo concludere che la forza-peso FP e la massa m di un corpo in un determinato luogo sono direttamente proporzionali: questo implica che se raddoppiamo (o triplichiamo) la massa di un corpo allora anche il suo peso raddoppia (triplica).
