Загадки типа что тяжелее килограмм железа или килограмм

Первый класс общеобразовательной школы.
Что тяжелее, килограмм ваты или килограмм железа?

Килограмм — единица измерения массы тела, меры инерции. Килограмм не является единицей измерения «тяжести».

Понятие «тяжелее» связано с мерой инерции лишь косвенно.

Если бы вопрос был поставлен корректно по отношению к килограммам:
Что имеет наибольшую массу, килограмм ваты или килограмм железа?

Что такое «тяжелее»? То, что тяжелее для человека. Что может быть тяжелее для человека? То, что с чем человеку тяжелее управляться — поднимать, носить, держать, и т.д.

Разберемся в деталях задачи.

Вата.
Упаковка нестерильной ваты, содержащая 35 рулонов по 250 грамм, имеет размеры 570 х 380 х 300 мм.
Объем этой упаковки — 65 л.
Масса ваты, содержащейся в упаковке — 8750 грамм.
1 см 3 ваты будет иметь массу 0.134 г, это удельное значение.
1 см 3 железа — 7.8 г.
Удельный вес железа больше ваты в 58 раз.

Причем, речь идет о плотно упакованной вате. Вата, готовая к применению, пушистая такая, обычно занимает гораздо больший объем. Таким образом, железу еще дали и некоторую фору.

Мы сравниваем равные массы. Следовательно, вата займет объем, превышающий в 58 раз объем железа.

Человек будет поднимать, держать, и перемещать одинаковые массы железа и ваты.
Чем компактнее масса, тем удобнее ее перемещать человеку.
Справиться с 20-килограммовой гантелей легче, чем с 20-килограммовой сумкой (без колесиков ;-).

Увеличение объема переносимого груза приведет к увеличению центробежного момента инерции объекта, к менее удобным способам захвата и удержания, к уменьшению количества способов переноски, к отдалению центра тяжести переносимого объекта от центра тяжести человека, за пределы проекции тела человека на горизонтальную плоскость — груз будет тянуть в сторону, проще говоря.
Неуклюжий, неповоротливый, неудобный груз. В отличие от компактного куска железа.
Человек это не весы.

Эффект усиливается с увеличением массы сравниваемых веществ. Понятно, что на одном килограмме разница будет несущественной. Но она будет присутствовать точно: это, как минимум, центробежный момент инерции более объемной ваты. Так как задачка детская, применительно ко взрослым можем представить себе не один, а десять килограмм. Десять килограмм ваты займут объем 74 литра. Сжатой, плотно упакованной ваты.

Сколько места может занять нормальная вата? Не плотный брикетик, а пушистая, нормальная вата, которую представляет себе обычный человек? Вату можно уплотнить и больше, но будет ли это «ватой»? Обычная теплоизоляционная вата «Роквул лайт батс», например, имеет плотность 37 кг/м3. Следовательно, 10 кг такой ваты займут объем 10 х (1000 литров / 37) = 270 литров.

Представим себе перемещение человеком тюка объемом 270 литров и массой 10 кг, в сравнении с перемещением маленькой 10-кг гантели.

Итого, килограмм ваты может оказаться тяжелее килограмма железа.

Источник

Ответ на пост «На просторах drive2.ru»

Раз пошла такая пляска, с физикой.

Почему многие думают, что килограмм ваты и килограмм железа весят одинаково?

Это же курс школьной физики 7 или 8 класс.

У железа гораздо большая плотность, соответственно килограмм стали будет тяжелее килограмма ваты.

Давайте вспомним вместе:

Плотность железа = 7,874 г/см^3

Получаем при одинаковой массе в 1 кг: (Вату возьмес среднюю плотность 0.1г/см^3)

Вес — сила, с которой тело действует на опору (или подвес, или другой вид крепления), препятствующую падению, возникающая в поле сил тяжести.

Соответственно «Вес» это сила, и с сейчас посчитаем о вес килограмма железа и ваты (рисовать ничего не буду ибо лень):

Не забудем и про плотность воздуха при 20 °C, 101.325 кПа и сухом воздухе плотность атмосферы составляет 1.2041 кг/м³. Значит на железо и вату лежащие на чашах весов будет действовать сила Архимеда в воздухе равная произведению массы воздуха вытесненное веществом на ускорение свободного падения.

Мы получаем что кило ваты тяжелее кило железа примерно на:

В нормальных условиях кило железа всегда тяжелее на 0.1176 Ньютон

Автор. Хочу напомнить, что для того чтобы взять 1 кг чего-нибудь необходимо каким-то образом определить, что это именно 1 кг, а не 1,2 например. Вопрос – каким образом? Ответ – взвешиванием! И, строго говоря, под словом килограмм в быту, да и в этой задачке тоже, скрывается килограмм-сила. Потому вопрос, в переводе на физически корректный, должен звучать так – что весит больше, железо весом в килограмм-силу или вата весом в килограмм-силу? Ответ очевиден – весят они одинаково.

Почти всё верно при специальной формулировке. В такой формулировке эта задача была на физической олимпиаде в несуществующей ныне стране: «Что больше весит: железо, массой 1кг или вата той же массы».

В рассуждениях ошибка. Взвешивание ведь тоже проводилось при нормальных условиях.

Следовательно, 1кг получен уже с учётом силы Архимеда 🙂

Еще можно включить сюда приливные силы, часть объема ваты расположена дальше от гравитационного центра чем железо, поэтому разница в пользу железа будет даже чуть-чуть больше 🙂

Попутал объём с весом))))

Да че вы все налетели то на чувака со своими формулами)) где нибудь в инсте и прокатили бы его расчёты

Про физику предметов которой не учат в школах.

Что весит больше?

Самый тяжёлый груз в мире | Veritasium на русском

Как точно измерить большие силы? Откалибруйте Ваш силовой датчик с помощью самого большого груза в мире! Благодаря этой машине самолёты не разваливаются на части, двигатели дают необходимую мощность, а космические ракеты достигают своей цели

. одно из зеркал, которое с одной стороны увеличивающее, сфокусировало луч солнца на чёрной сумке «покупательницы» и прожгло в ней дыру.

В комментариях было много сомневавшихся в правдивости сей истории. Не исключение и я.
Сегодня было немного солнечно и я решил доказать невозможность вышеописанного происшествия.

Обычное косметическое зеркало (3х), к слову сказать есть кратностью и 5х и 10х

Поймал точку фокуса на расстоянии около 75 см

Диаметр точки фокуса немного великоват, да и ветки мешали, но.

Белый лист бумаги в течении минут этак трёх не воспламенился и даже не начал тлеть, но.
тыльную сторону ладони я отдёрнул после 10-12 секунд. Было больно!
Вывод:
Чёрный цвет более подвержен нагреву. если сумка лежала на столе, а не на клиентке.
на открытом солнцепёке. минут 5-10 минимум.
Думаю история имела место быть.

Базовая физика. Чем отличаются вес и масса. Невесомость.

Регулярно сталкиваюсь с тем, что люди не понимают разницу между весом и массой. Это в общем-то понятно, поскольку мы находимся всю жизнь в непрекращающем своё действие гравитационном поле Земли, и эти величины для нас постоянно связаны. И эта связь ещё и лингвистически закрепляется тем, что мы узнаём массу с помощью весов, «взвешиваем» себя или, скажем, продукты в магазине.

Но давайте всё-таки попробуем развязать эти понятия. В тонкости (типа отличающегося g в разных местах Земли и прочего) мы вдаваться не будем. Отмечу, что всё это входит в школьный курс физики, поэтому если всё нижесказанное для вас очевидно, не ругайтесь на тех, кто не успел эти вещи понять, а заодно на тех, кто решил это в сотый раз объяснить. ) Я надеюсь, что найдутся люди, которым эта заметка пополнит их аппарат понимания окружающего мира.

Сила тяжести, измеряется в системе СИ в Ньютонах (Н). Это сила, с которой Земля притягивает тело, и равная произведению m*g. Коэффициент g равен 10 м/с2, называется ускорением свободного падения. С этим ускорением начинает двигаться тело относительно земной поверхности, лишённое опоры (в частности, если тело стартовало из неподвижного состояния, его скорость каждую секунду будет увеличиваться на 10 м/с).

А теперь рассмотрим тело массой m, неподвижно лежащее на столе. Для определённости пусть масса равна 1 кг. На это тело вертикально вниз действует сила тяжести mg (собственно сама вертикаль определяется как раз направлением силы тяжести), равная 10 Н. В технической системе единиц эту силу называют килограмм-силой (кгс).

Стол не позволяет разгоняться нашему телу, действуя на него с силой N, направленной вертикально вверх (эту силу правильнее рисовать от стола, но чтобы линии не накладывались, нарисую тоже из центра тела):

А то, что силы уравновешены, мы видим из второго закона Ньютона F = m*a, согласно которому если ускорение тела a равно нулю (то есть оно либо покоится, как в нашем случае, либо движется равномерно и прямолинейно), то равнодействующая сила F тоже равна нулю.

Нет, на самом деле они отличаются существенно. Сила тяжести действует постоянно. Вес меняется в зависимости от ускорения тела. Давайте приведём примеры.

1. Вы стартуете вверх на скоростном лифте (скоростном, чтобы фаза ускорения была эффектнее/заметнее). Ваша масса, скажем, 70 кг (вы можете пересчитать все числа ниже для вашей массы). Ваш вес в неподвижном лифте (перед стартом) равен 700 Н (или 70 кгс). В момент разгона вверх результирующая сила F направлена вверх (именно она вас и разгоняет), сила реакции N превышает силу тяжести mg, и поскольку ваш вес (сила, с которой вы действуете на пол лифта) по модулю совпадает с N, вы испытываете так называемую перегрузку. Если бы лифт разгонялся с ускорением g, то вы бы испытали вес 140 кгс, то есть перегрузку 2g, в 2 раза превышающую вес в состоянии покоя. На самом деле в штатном режиме таких перегрузок в лифтах не бывает, ускорение обычно не превышает 1 м/с2, что приводит к перегрузке всего 1.1g. Вес в нашем случае составит 77 кгс. Когда лифт разогнался до нужной скорости, ускорение равно нулю, вес возвращается к начальным 70 кгс. При замедлении вес, напротив, уменьшается, и если ускорение при этом по модулю равно 1 м/с2, то перегрузка составит 0.9g. При движении в обратную сторону (вниз) ситуация переворачивается: при разгоне вес уменьшается, на равномерном участке вес восстанавливается, при замедлении вес увеличивается.

Напомню, что сила тяжести во всех этих примерах никуда не девалась, не менялась, и составляла ваши «кровные» 70 кгс = 700 Н.

Каким будет ваше взаимодействие с объектами? Ваша масса 70 кг, вы берёте в руку объект массой 1 кг, отбрасываете его от себя. В соответствии с законом сохранения импульса основную скорость получит 1-кг-объект, как менее массивный, и бросок будет примерно столь же «легким», как и на Земле. Но если вы попытаетесь оттолкнуться от объекта массой 1000 кг, то вы фактически оттолкнете себя от него, поскольку основную скорость в этом случае получите вы сами, и для разгона своих 70 кг придётся развить бОльшую силу. Чтобы примерно это представить, каково это, можете подойти сейчас к стене и оттолкнуться от неё руками.

Теперь вы вышли из станции в открытый космос и хотите поманипулировать каким-то массивным объектом. Пусть его масса будет, как упомянуто в посте http://pikabu.ru/story/kosmonavtyi_vruchnuyu_lovyat_5tonnyiy. (собственно, тот пост меня и сподвиг расписать всё это подробнее), пять тонн.

Честно сказать, я бы прямо очень поостерегся управляться с пятитонным объектом. Да, невесомость и все дела. Но достаточно лишь небольшой его скорости относительно МКС, чтобы прижать вам палец или чего-то посерьёзнее. Эти пять тонн сложно переместить: разогнать, остановить.

А уж представлять, как предложил один человек, себя между двумя объектами массой по 100 тонн и вовсе не хочется. Малейшее их встречное движение, и они вас с лёгкостью придавят. В полнейшей, что характерно, невесомости. )

Радует, что в фильмах про космос («Гравитация», «Интерстеллар», сериал «The Expanse») всё более реалистично (пусть и не без огрехов типа Джорджа Клуни, безнадёжно оттаскиваемого от Сандры Буллок неведомой силой) отображают базовые вещи, описанные в этом посте.

Резюмирую. Масса «неотчуждаема» от объекта. Если объект сложно разогнать на Земле (особенно если вы постарались минимизировать трение), то его так же сложно разогнать и в космосе. А что касается весов, то когда вы на них становитесь, они просто измеряют силу, с которой их сдавливают, и для удобства отображают эту силу не в Ньютонах, а в кгс. Не дописывая при этом букву «с», чтобы вас не смущать. )

Источник

• через какое время делают повторное эко →