Что весит больше в атмосфере, $1\,{\rm kg}$ стали или $1\,{\rm kg}$ перьев? - физиков.нет
Купить гитару в Москве
18 голосов
/

У меня сейчас дискуссия о массе $1\,{\rm kg}$ перьев и $1\,{\rm kg}$ стали.

Человек, с которым я спорю, утверждает, что $1\,{\rm kg}$ перьев будет легче при взвешивании по сравнению с $1\,{\rm kg}$ из стали, потому что перья более плавучие.

Она провела расчеты плотности перьев и выяснила, что $1\,{\rm kg}$ перьев вытеснит $400\,{\rm L}$ воды. А поскольку перья более плавучие, чем сталь, они на самом деле весят меньше.

Речь идет о килограмме как единице массы, а не веса.

Аргумент гласит, что если весы идеально сбалансированы в вакууме, они не находятся в воздухе. Перья, будучи более плавучими в воздухе, могут привести к наклону окалины к стали.

Я уверен, что она не права, и хотя плавучесть может быть фактором, она рассчитывает, что перья будут иметь лишь половину веса в воздухе, который они имеют в вакууме.

Таким образом, вопрос в том, если бы равные массы перьев и стали были сбалансированы в вакууме, они все равно уравновесились бы в $1\,{\rm atm}$? Если нет, то какая разница в весе?

Ответы [ 3 ]

21 голосов
/

Перья сделаны из кератина, с плотностью около 1,3 г / см 3. Чистый объем, вытесняемый килограммом перьев, составляет 751 куб. Сталь имеет плотность 7,86 г / куб. См, а ее килограмм вытесняет 127 куб.

Воздух на уровне моря имеет плотность 0,0012 г / куб. См, поэтому плавучая сила на 751 куб. См кератина составляет тогда 0,92 грамма, а выталкивающая сила на 127 куб. См стали составляет 0,155 грамма.

Это означает, что если мы взвешиваем кератин в вакууме, он будет весить 1 килограмм, а в воздухе - 999,08 грамма. Если мы будем взвешивать сталь в вакууме, она будет весить 1 килограмм, а на воздухе - 999,85 грамма.

Если мы поместим два тела - кератин и сталь, по одному килограмму каждого, - на равном расстоянии от оси поворота относительно оси поворота в вакууме, они будут находиться в равновесии, но в воздухе кератин будет легче (999,85-999,08 ) грамм или 0,77 грамм.

0 голосов
/

Можно утверждать, что ее перья содержат много воздуха (никогда не сжимаются идеально), поэтому объем не соответствует действительности. Вы также можете взять свой килограмм стали и превратить его в полую сферу (пустую) того же объема, что и перья (что бы это ни было), и тогда он будет фактически весить меньше, потому что у вас нет воздуха внутри. Но вы могли бы быть милыми и позволить ей сделать вывод о том, что больший объем является более привлекательным, она права в этом, но ..... даже объем сложен.

0 голосов
/

Из-за плавучести один килограмм воздушного шара действительно весит менее одного килограмма стали!

Добро пожаловать на сайт физиков.нет, где вы можете задавать вопросы и получать ответы от других членов сообщества.
...