Domu eksperiments: kāpēc kilograms dzelzs un kilograms putuplasta nesver vienādi
Foto: Shutterstock

Ja mums jautās, kas sver vairāk – viens kilograms dzelzs vai viens kilograms putuplasta –, nodomāsim, ka atbilde ir visnotaļ vienkārša. Vairums šo atjautības jautājumu tādā vai līdzīgā formā jau būs dzirdējuši un atbildēs, ka atšķirības nav – viens kilograms ir viens kilograms, abi "sver" vienādi. Taču vai tiešām? Par to šajā rakstā aicina padomāt astronoms un fizikas fans Aivis Meijers.

close-ad
Saturs turpināsies pēc reklāmas
Reklāma

Kā norāda Meijers, šo jautājumu mēdz formulēt, dzelzs vietā minot, piemēram, akmeni, svinu vai kādu citu blīvu materiālu, pretī nostādot krietni mazāk blīvus materiālus – vati, dūnas un tamlīdzīgi. Parasti jautājuma uzdevējs sagaida atbildi, ka abi sver vienādi – vienu kilogramu.

Taču te slēpjas āķis.

"Jāņem vērā, ka dotais lielums ir vienāda masa, un masa ir inerces mērs. Inerce apraksta, cik viegli ķermeni ir iekustināt un pēc tam attiecīgi arī apstādināt. Vai, vispārīgi sakot, cik viegli ir mainīt ķermeņa kustības ātrumu vai virzienu," skaidro Meijers.

Būtiski likt aiz auss, ka svari nemēra masu, bet gan spēku, ar kādu ķermenis spiež uz svariem.
"Ja mēs uz svariem uzliksim 200 kilogramus smagu gaisa balonu, tas nesvērs neko, jo balons karājas gaisā un uz svariem nespiež vispār. Iemesls tam ir Arhimēda spēks, kas ir proporcionāls izspiestā gaisa masai," norāda Meijers.

Tātad – svari mēra spēku, un spēka mērvienība ir ņūtoni. Taču ērtības labad tie tiek graduēti masas vienībās. Ja uz svariem uzliksim kilogramu smagu priekšmetu vakuumā, tad visos gadījumos svari rādītu vienādi. Taču Zemei ir atmosfēra. Cik liela būtu svaru rādījumu izmaiņa atmosfēras cēlējspēka dēļ?

Gaisa blīvums ir 1,2 kg/m3 jeb 1,2 grami litrā. Dzelzs brlīvums ir 7,9 g/cm3. Viens kilograms dzelzs pēc tilpuma aizņem 1/7,9 jeb 0,13 litrus. 0,13 litri gaisa savukārt sver 0,15 gramus (0,13 * 1,2), tātad svari rādīs par 0,15 gramiem mazāk.

Tagad aplūkosim gadījumu ar putuplastu. Tā blīvums ir mainīgs, tomēr no literatūras var "izvilkt" aptuvenu vidējo vērtību, kas ir aptuveni 20 kg/m3. Tātad viens kilograms putuplasta aizņem aptuveni 50 litrus. 50 litri gaisa sver 60 gramus (50 * 1,2).

Secinājums – kilograms putuplasta "sver" par 60 gramiem mazāk. Vārds "sver" šeit apzināti ielikts pēdiņās. Atceramies, ka svari patiesībā mēra spēku, nevis masu, bet kilograms ir masas mērvienība.
Jebkurā gadījumā vienādas masas blīvāki priekšmeti uz Zemes svērs vairāk nekā mazāk blīvi priekšmeti, bet uz Mēness gan svara rādījumi abos gadījumos būs vienādi – tur nav atmosfēras.

Ja kādam par šo domu eksperimentu ir kas piebilstams, Aivis Meijers mudina ar pārdomām dalīties komentāru sadaļā.

Lai ierobežotu dezinformācijas kampaņu izplatību, portāls "Delfi" apturējis iespēju komentēt rakstus

Tags

Fizika
53545769
Matemātika
0
Eksperimenti
Publikācijas saturs vai tās jebkāda apjoma daļa ir aizsargāts autortiesību objekts Autortiesību likuma izpratnē, un tā izmantošana bez izdevēja atļaujas ir aizliegta. Vairāk lasi šeit.

Comment Form