Кажется, нет вопроса проще: что перевесит — килограмм пушистой ваты или килограмм железных гвоздей? Это классическая детская загадка, призванная поймать на невнимательности. Интуиция подсказывает, что гвозди. Логика твердит: "Килограмм есть килограмм, вес одинаков". Но физика, как часто бывает, вносит свои коррективы и раскрывает неожиданную глубину в, казалось бы, примитивной задачке.
Гвозди. Фото: Qwen.ai (18+)
Парадокс в цифрах: когда объем имеет значение
Ключ к разгадке лежит не в массе, а в объеме и в законах, которые мы часто забываем после школьных уроков. Один килограмм ваты занимает огромное пространство — около 10 литров. Тот же килограмм гвоздей уместится в небольшой кружке. И именно эта разница становится решающей, когда мы взвешиваем предметы не в идеальном вакууме, а в нашей воздушной среде.
На оба тела, помимо силы притяжения Земли, действует выталкивающая сила Архимеда. Ее величина зависит от объема тела: чем он больше, тем сильнее воздух "выталкивает" объект вверх. Гигантский объем ваты означает, что на нее действует значительно более мощная архимедова сила, чем на компактные гвозди.
Расчет, который меняет ответ
Проведем мысленный эксперимент в стандартных условиях. Сила тяжести для обоих объектов, разумеется, одинакова. Но вот сила Архимеда, "облегчающая" тело, разнится кардинально. Для килограмма ваты она составляет примерно 0,118 Ньютона, а для килограмма железа — лишь около 0,0015 Ньютона.
Итоговый вес — это разность силы тяжести и архимедовой силы. Таким образом, в воздухе килограммовые гвозди будут тяжелее килограммовой ваты. Разница невелика, около 12 граммов в пересчете, но она есть и является абсолютно научным фактом.
