Un kilogram de plumb și un kilogram de paie în Órbita Laika; Povești cuantice
Aceasta este întrebarea care ne-a fost propusă miercuri/joi în Orbita Laika și da, este o întrebare care are unul dintre acele trucuri de gândit puțin. Personal, am avut întotdeauna o slăbiciune pentru această întrebare, deoarece pentru a răspunde la aceasta trebuie să țineți cont de multe detalii fizice, iar dezvoltarea este un exercițiu de argumentare fizică.
Puteți găsi videoclipul programului aici: Órbita Laika 15. Răspunsul este dat în ultimele minute, dar vă recomand cu tărie să îl vedeți în întregime, este un program.
Problema este că răspunsul dat în emisiune este că este FALS care a stârnit o discuție pe tweet. Vom explica logica răspunsului.
Masă, accelerație, gravitație și greutate
Masa, indică, de asemenea, o altă proprietate a sistemelor fizice, ne informează despre inerția lor. Inerția este ușurința și dificultatea cu care un sistem accelerează atunci când este supus unei anumite forțe. Aceasta nu este altceva decât a doua lege a lui Newton.
O forță aplicată unui corp produce o accelerație. Ceea ce știm este că, dacă avem o forță F fixă și o aplicăm la o masă de 1 kg, 2 kg și 3 kg, accelerația în fiecare caz va fi mai mică. Corpul de 1 kg accelerează mai mult decât cei 2 kg și acest lucru mai mult decât cei 3 kg. Pentru ca corpul de 2 kg să accelereze cu aceeași cantitate ca corpul de 1 kg, trebuie să i se aplice de două ori mai multă forță. Logica este clară.
Greutatea este o forță, greutatea este forța cu care Pământul trage un corp. Este efectul gravitației Pământului asupra corpurilor. Pentru a simplifica vom spune că gravitația Pământului are o valoare de 10, în ce unități? Unitățile sunt metri pe secundă pătrat (m/s²), care sunt unitățile de accelerație. Deci, în vecinătatea Pământului, gravitația este exprimată ca o accelerație. Și aceasta este aceeași accelerație în toate corpurile (cu condiția să fie la aceeași înălțime deasupra suprafeței Pământului).
Toate corpurile sunt supuse aceleiași accelerații a gravitației (atâta timp cât diferențele de distanță față de centrul Pământului nu sunt foarte diferite).
Greutatea unui corp este forța pe care o obținem înmulțind masa acestuia cu accelerația gravitației, pe care o vom reprezenta cu g:
Ca orice forță, greutatea are o direcție și un sens. Greutatea se află pe linia care unește corpul cu centrul Pământului și indică spre el.
Masa se măsoară în kilograme și forțele sunt măsurate în Newtoni (care este doar numele unității kg m/s²). Dacă avem 1 kg, greutatea ar fi 1 × 10 N = 10 N. Dar, din moment ce toate corpurile (în imediata noastră vecinătate) sunt supuse aceleiași accelerații a gravitației, simplificăm în limbajul cotidian și spunem că cântărește 1 kg, ceea ce înseamnă că cântărește 10 Newtoni.
Un detaliu important este următorul: Ce se întâmplă dacă în cazul anterior tragem corpul cu o forță F?
Este clar că, dacă încercăm să cântărim corpul acum, adică cu ce forță este trasă spre centrul Pământului, vom găsi o greutate mai puțin evidentă sau netă.
Haide, aveți cu toții o experiență empirică în acest sens, deoarece cu siguranță ați ridicat punga cu fructe când cântăriți achiziția într-o zonă mare. Aceasta este greutatea aparentă pe care o măsoară dispozitivul. Da, știu, atunci îl lăsați în pace să obțineți biletul fără a înșela, aici intră doar oameni buni.