La física es la rama de la ciencia que se centra alrededor de la naturaleza y las propiedades de la materia y de la energía: Esencialmente, es el estudio de todo aquello existente físicamente a partir de partículas subatómicas hasta el universo en sí mismo. Una de esas propiedades es la masa. En este artículo, nos adentraremos a conocer cómo las balanzas pueden ser utilizadas en laboratorios de física y aulas de clase.
¿Las balanzas pesan objetos o miden masa?
Una de las propiedades más básicas de la materia es la masa, la cual es medida en laboratorios por balanzas analíticas y balanzas de precisión. ¿Pero, no era que las balanzas miden el peso? Pues, si y no (o al menos, no exactamente).
Los términos masa y peso usualmente son confundidos, pese a que son bastantes similares, su diferencia radica en que la masa se encarga de medir la cantidad de materia en un objeto independientemente de la gravedad mientras que el peso mide la fuerza de la gravedad en ese objeto.
En el planeta tierra, por ejemplo, una persona que pesa 200 lb tendría una masa de 200 lb. Pero en la luna, su masa no cambiaría y su peso sería de 33 lb. Esto es debido a que la gravedad en la luna es 1/6 de la gravedad en la tierra. Y, ya que la gran mayoría de los experimentos de física se llevan a cabo en la tierra, estos términos pueden ser usados indistintamente para los propósitos de este blog.
¿Qué tipo de balanzas se utilizan en los laboratorios y aulas de física?
Para diversos experimentos de física, las legibilidades de 1g o 0,1 g son suficientes, lo que hace que las balanzas de precisión sean una muy buena opción para laboratorios y aulas de clase. Las balanzas de precisión usualmente incluyen un software que simplifica los procesos de pesaje complejos como lo son la densidad y la determinación del peso unitario.
Algunos experimentos pueden requerir un mayor o menor grado de precisión (por ejemplo, la fuerza puede ser medida en algunas balanzas mediante Newtons, así una menor precisión sería aceptable) entonces, al momento de elegir una balanza, es importante conocer cuales son tus necesidades (la compensación por una mayor precisión es una menor capacidad) y que tipo de experimentos realizarás.
Al igual que con diversas ramas de la ciencia, el control de calidad y la trazabilidad son muy importantes, por lo que demasiadas balanzas cumplen con las Pautas de Buenas Prácticas de Laboratorio (BPL) y, así mismo, incluyen información tal como el tiempo, la fecha e información sobre la exportación de datos de la balanza.
Experimentando con balanzas
Los libros pueden (y claramente han) sido escritos acerca de los tipos de experimentos que los científicos y profesores de física realizan, pero vamos a enfocarnos en un tema en específico: algunas de las formas en las que se pueden utilizar las balanzas en un laboratorio de física.
El fin principal de las balanzas en física, claramente, incluye la medida de la masa y del peso. Estas propiedades pueden ser vistas como un punto de partida, que conduce a otras propiedades, incluyendo volumen y densidad.
La medición de la fuerza también es un uso común de las balanzas en los laboratorios.
Hacer uso de una balanza para calcular el volumen – a menudo un paso en los experimentos de física – es sencillo, ya sea que la sustancia que se mide sea un sólido o un líquido.
Los sólidos son pesados en el aire, para luego ser suspendidos en un líquido para observar la cantidad de liquido que se desplaza: la cantidad de liquido desplazado indica el volumen. En el caso de los líquidos, estos se pueden verter en un cilindro y posteriormente ser pesados.
Calcular la densidad es una práctica muy común en física. ¿Por qué es importante la densidad? La densidad determina que tan pura una sustancia puede llegar a ser (lo cual es de gran uso para los joyeros que verifican el contenido de metales preciosos o los coleccionistas de monedas al momento de determinar la autenticidad de una pieza) así como también te puede ayudar a determinar las propiedades de la sustancia (incluyendo su flotabilidad).
¿Cómo se mide la densidad haciendo uso de una balanza de laboratorio? Dado que la densidad se define como masa por unidad de volumen, primero se necesita conocer el volumen de esta, como se mencionó anteriormente.
Cuando ya conoces el volumen de la sustancia, puedes determinar la densidad de forma manual o haciendo uso de una balanza como la Balanza de Precisión de Plato Ancho Nimbus que puede calcularla haciendo uso de una aplicación integrada y un kit de densidad, de manera opcional. El kit de densidad incluye un termómetro, un portavasos para medir la temperatura del líquido, un cubilete, un porta cubiletes y una bandeja de repuesto para mediar la muestra en el líquido y en el aire.
Al añadir un gancho de pesaje en la parte de abajo, la balanza Nimbus puede realizar un pesaje en esta parte, lo que le permite al usuario pesar muestras que son demasiado grandes para la cámara de pesaje. En el caso de las balanzas Adam, la unidad de la densidad se muestra en gramos por centímetro cúbico.
La balanza Nimbus también puede realizar el cálculo del peso unitario, que se puede utilizar para analizar especímenes del suelo. El peso unitario es similar a la densidad: mientras que la densidad se define mediante masa por unidad de volumen, el peso unitario está definido como la fuerza por unidad de volumen.
¿Estás buscando la balanza correcta para tu laboratorio de física? Adam te puede ayudar. Déjanos saber qué necesita y te ayudaremos a elegir la mejor opción.