O que é massa?

Você sabe o que é massa? A massa é uma propriedade física da matéria relacionada à medida da inércia de um corpo e indica a quantidade de matéria existente em um corpo independentemente do seu estado físico da matéria (sólido, líquido ou gasoso). Ela é uma grandeza física escalar que não depende da posição espacial que um corpo está localizado, isso significa que a massa de um corpo na Terra é a mesma no Sol, na Lua ou qualquer outro lugar.

Leia também: Afinal, o que é inércia?

Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre massa
• 2 - Afinal, o que é massa?
• 3 - Unidades de medidas de massa
• 4 - Diferenças entre massa e peso
• 5 - Massa e volume
• 6 - Como calcular massa?
• 7 - Exercícios resolvidos sobre massa

Resumo sobre massa

• A massa é uma propriedade física da matéria relacionada à medida da inércia de um corpo.
• Sua unidade de medida é o quilograma.
• A massa não varia com a aceleração da gravidade da localização geográfica do corpo, mas a força peso varia.
• A massa pode ser medida em quilograma, grama, arroba, libra e diversas outras unidades de medida.
• A massa específica de um corpo é dada pela relação entre a massa e o volume.
• A massa pode ser calculada pela razão entre a força resultante e a aceleração do corpo.
• A massa pode ser calculada pela razão entre a força peso e a aceleração da gravidade.

Afinal, o que é massa?

A massa é uma propriedade física da matéria relacionada à medida da inércia de um corpo, ou seja, influenciando na resistência que um corpo tem ao seu movimento. Isso significa que quanto maior for à massa de um corpo, maior será sua resistência para iniciar o movimento (sair do repouso) ou modificar sua velocidade, assim, é necessário aplicar uma força maior para superar a inércia a fim de colocá-lo em movimento.

Unidades de medidas de massa

De acordo com o Sistema Internacional de Unidades, o quilograma, representado como kg, é a unidade de medida da massa, contudo, existem outras unidades de medida da massa, como demonstrado na tabela abaixo:

• Exemplo:

Uma vaca tem uma massa de 30 arrobas, qual a sua massa em quilogramas?

Resolução:

Transformaremos a massa da vaca de arroba para quilograma usando uma regra de três simples:

1 arroba — 15 kg
30 arroba — x

1 ∙ x = 30 ∙ 15
x = 450 kg

Então a massa da vaca é de 450 quilogramas.

Diferenças entre massa e peso

A massa e a força peso (conhecida como peso) são grandezas intimamente relacionadas, mas que apresentam algumas diferenças.

• Massa: mede a quantidade de matéria que um corpo sólido ou fluido tem e não varia com a aceleração da gravidade da localização geográfica do corpo. De acordo com o sistema internacional de unidades, a unidade de medida da massa é o quilograma (representado por kg).

• Força peso: mede a intensidade da força com que um corpo é atraído pela aceleração da gravidade para o centro do corpo celeste (planeta, estrela) e varia com a aceleração da gravidade da localização geográfica do corpo. De acordo com o sistema internacional de unidades, a unidade de medida da força peso é o Newton (representado por N).

Alguns exemplos da relação da massa e força peso:

• Uma criança de 15 kg de massa tem uma força peso sobre ela de aproximadamente 150 N na Terra, cuja aceleração da gravidade é aproximadamente 10 m/s².

• Na Lua, cuja aceleração da gravidade é 1,62 m/s², a força peso de uma pessoa de 100 kg é de 162 N.

A relação entre a massa e a força peso nos fornece a informação a respeito da aceleração da gravidade do local. A aceleração da gravidade é calculada pela fórmula:

\(g = \frac{P}{m}\)

• g  → aceleração da gravidade, medida em [m/s²].
• P  → força peso, medida em Newton [N].
• m  → massa, medida em quilogramas kg.

Confira também: Peso x massa — mais detalhes sobre as diferenças entre essas grandezas físicas

Massa e volume

A massa e o volume são grandezas de medida dos corpos intimamente relacionadas, mas que apresentam algumas diferenças.

• Massa: mede a quantidade de matéria que um corpo sólido ou fluido tem. De acordo com o sistema internacional de unidades, a unidade de medida da massa é o quilograma (representado por kg). Alguns exemplos de massa: uma pessoa tem uma massa de 50 kg, um automóvel tem 1 tonelada de massa.

• Volume: mede o espaço ocupado por um corpo sólido ou fluido. De acordo com o sistema internacional de unidades, a unidade de medida do volume é o metro cúbico (representado por m³). Alguns exemplos de volume: uma esfera metálica tem um volume de 2 m³, uma caixa de água tem 500 litros de volume.

A relação entre a massa e o volume nos fornece a informação da massa específica ou densidade de um corpo, permitindo saber se ele afundará ou boiará sobre algum fluido. A massa específica é calculada pela fórmula:

\(ρ= \frac {m}{V}\)

• ρ  → massa específica, medida em [kg/m³].
• m  → massa, medida em quilogramas [kg].
• V → volume, medido em [m³].

Acesse também: Quais são as medidas de volume?

Como calcular massa?

A massa pode ser calculada isolando o seu termo na equação da seguda lei de Newton, o princípio fundamental da dinâmica, ou na fórmula da força peso:

\(m = \frac{F_R}{a}\)

• m  → massa, medida em quilogramas [kg].
• F_R  → força resultante, medida em Newton [N].
• a  → aceleração, medida em [m/s²].

\(m = \frac{P}{g} \)

• P  → força peso, medida em Newton [N].
• m  → massa, medida em quilogramas [kg].
• g  → aceleração da gravidade, medida em [m/s²].

Exemplo 1:

Uma caixa de massa m é empurrada com uma força de 15 N e aceleração de 5 m/s². Com base nessas informações, calcule a massa da caixa.

Resolução:

Calcularemos a massa da pessoa usando a fórmula que a relaciona à força resultante e à aceleração:

\(m = \frac{F_R}{a} \)

\(m = \frac{15}{5} \)

\(m=3 kg\)

Exemplo 2:

Calcule a massa de uma pessoa, sabendo que a força peso sobre ela é de 900 N e que ela está na Terra, cuja aceleração da gravidade é aproximadamente 10 m/s².

Resolução:

Calcularemos a massa da pessoa usando a fórmula que a relaciona à força peso e à aceleração da gravidade:

\(m = \frac{P}{g} \)

\(m = \frac{900}{10}\)

\(m=90 kg\)

Exercícios resolvidos sobre massa

Questão 1

(UFV) Um astronauta leva uma caixa da Terra até a Lua. Podemos dizer que o esforço que ele fará para carregar a caixa na Lua será:

A) maior que na Terra, já que a massa da caixa diminuirá e seu peso aumentará.
B) maior que na Terra, já que a massa da caixa permanecerá constante e seu peso aumentará.
C) menor que na Terra, já que a massa da caixa diminuirá e seu peso permanecerá constante.
D) menor que na Terra, já que a massa da caixa aumentará e seu peso diminuirá.
E) menor que na Terra, já que a massa da caixa permanecerá constante e seu peso diminuirá.

Resolução:

Alternativa E.

Podemos dizer que o esforço que ele fará para carregar a caixa na Lua será menor que na Terra, já que a massa da caixa se mantém a mesma, independentemente do planeta, enquanto que o seu peso diminuirá, porque a gravidade na Lua é menor que na Terra.

Questão 2

(Unitins)  Assinale a proposição correta:

A) A massa de um corpo na Terra é menor do que na Lua.

B) O peso mede a inércia de um corpo.

C) Peso e massa são sinônimos.

D) A massa de um corpo na Terra é maior do que na Lua.

E) O sistema de propulsão a jato funciona baseado no princípio da ação e reação.

Resolução:

Alternativa E.

Abaixo, em vermelho, analisaremos a correção das alternativas incorretas.

• A) A massa de um corpo na Terra é igual à de um corpo na Lua, mas suas forças pesos são diferentes.
• B) A massa mede a inércia de um corpo, e não o peso.
• C) Peso e massa não são sinônimos.
• D) A massa de um corpo na Terra é igual à de um corpo na Lua, mas suas forças pesos são diferentes.

Fontes

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Mecânica (vol. 1). 5 ed. São Paulo: Editora Blucher, 2015.

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Mecânica. 8. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2009.