Γιατί το κιλό ατσάλι ξεπερνά τελικά το κιλό πούπουλα σε βάρος (vid)

Ένας γνωστός παιδικός γρίφος αποκαλύπτει μια ενδιαφέρουσα επιστημονική αλήθεια: η άνωση του αέρα κάνει ένα κιλό ατσάλι να φαίνεται βαρύτερο από ένα κιλό πούπουλα.

Σίγουρα έχετε ακούσει την κλασική ερώτηση: «Τι είναι πιο βαρύ, ένα κιλό ατσάλι ή ένα κιλό πούπουλα;». Οι περισσότεροι απαντούν ότι ζυγίζουν το ίδιο, καθώς και οι δύο έχουν μάζα ενός κιλού.

Όμως, εάν εμβαθύνουμε στο θέμα μέσω της Φυσικής, προκύπτει ότι το ατσάλι τελικά είναι πιο «βαρύ».

Η αόρατη έλξη του αέρα

Όταν τοποθετήσουμε ένα κιλό ατσάλι και ένα κιλό πούπουλα σε μια ζυγαριά μέσα σε απόλυτο κενό, θα δούμε τη ζυγαριά να ισορροπεί τέλεια. Και τα δύο αντικείμενα έχουν την ίδια μάζα και δέχονται την ίδια βαρυτική έλξη από τη Γη.

Ωστόσο, η κατάσταση αλλάζει μόλις βγάλουμε τη ζυγαριά από το κενό και την τοποθετήσουμε στην ατμόσφαιρα. Η αιτία βρίσκεται στη δύναμη της άνωσης, η οποία επηρεάζει όχι μόνο τα υγρά, αλλά και τον αέρα. Εξαιτίας του μεγαλύτερου όγκου των πούπελων σε σχέση με το ατσάλι για την ίδια μάζα, εκτοπίζουν περισσότερο αέρα, με αποτέλεσμα να δέχονται μεγαλύτερη άνωση προς τα πάνω, μειώνοντας το καθαρό βάρος τους στη ζυγαριά.

Αποτελέσματα υπολογισμών και πειραμάτων

Η πυκνότητα των πούπουλων είναι κατά πολύ χαμηλότερη συγκριτικά με αυτή του ατσαλιού. Στην πραγματικότητα, ένα κιλό πούπουλων έχει όγκο 751 κυβικών εκατοστών, ενώ ένα κιλό ατσαλιού μόλις 127 κυβικά εκατοστά.

Στην ατμόσφαιρα, το βάρος των πούπουλων μειώνεται στα 999,08 γραμμάρια, ενώ του ατσαλιού φτάνει τα 999,85 γραμμάρια, δημιουργώντας μετρήσιμη διαφορά.

Είναι ενδιαφέρον ότι το φαινόμενο επιβεβαιώθηκε το 2014, όταν ερευνητές τοποθέτησαν διαφορετικά αντικείμενα σε ζυγαριά ακριβείας. Καθώς αφαίρεσαν τον αέρα από τον θάλαμο, το αντικείμενο με τον μεγαλύτερο όγκο φάνηκε βαρύτερο, υποδεικνύοντας ότι οι μετρήσεις διαφέρουν στην ατμόσφαιρα.

Μια πρόκληση για τους επιστήμονες

Παρόλο που αυτή η διακύμανση μπορεί να φαίνεται ελάχιστη στην καθημερινότητα, αποκτά σημασία για τους μετρολόγους. Το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας των ΗΠΑ τονίζει ότι η άνωσης του αέρα είναι μια από τις κυριότερες πηγές σφάλματος κατά τη μέτρηση μάζας με μεγάλη ακρίβεια.

Στο τέλος, το θέμα εξαρτάται από το πώς ορίζεται το «βάρος». Αν ορίσουμε το βάρος ως την ένδειξη μιας ζυγαριάς στη Γη, τότε είναι σαφές ότι ένα κιλό ατσάλι είναι βαρύτερο από ένα κιλό πούπουλα.

ΤΙ ΔΙΑΒΑΖΕΤΑΙ