Все слышали такую загадку: что больше весит — килограмм ваты или килограмм свинца? Разумеется, поверхностное знакомство с жизненным опытом как бы говорит нам, что тела с массой по одному килограмму имеют одинаковую массу. НО!
В загадке говорится про вес — я допускаю, что автор не задумывался над смыслом этого слова. А зря — в быту мы часто путаем два фундаментальных понятия физики, массу и вес. Когда в магазине вы кладёте на весы покупку, например, килограмм картошки, то инструмент определяет тяжесть картошки, то есть силу, с которой гравитация земли прижимает объект к плоскости. Фактически речь идёт о весе. Это величина, измеряемая в ньютонах и зависящая о того, в каком гравитационном поле находится картошка из нашего примера (или любой другой объект). Доставьте весы и покупку на Луну, и вот весы покажут не кило, и даже не 500 грамм, а меньше. То есть вес, через который считают массу и определяют, что тяжёлое, а что нет, не тождественен массе!
Она, кстати, не имеет достаточно точного определения — мы говорим о массе, как о мере инертности тела. Инертность — это характеристика, которая показывает, что может натворить предмет. То есть, когда в вас летит пёрышко, то оно обладает малой инертностью (вы лёгко его собьёте с пути), а если на вас несётся поезд, то убегайте с рельсов, тормозить его рукой не получится. Всё это от того, что у пёрышка и поезда разная инертность, а значит, масса.
Так вот, взвешивая на Земле килограммовые куски ваты и свинца, мы должны учитывать силу, которая действует на наши объекты. И, помимо гравитации, планетная атмосфера обладает очень интересным свойством — выталкиванием. В принципе, вода тоже выталкивает объекты, вы наверняка наблюдали подобное в ванной.
Газ или жидкость с определённой силой как бы поднимают предметы, разного объёма — по-разному. Поэтому на небольшой слиток массой 1 кг действует гравитация Земли и (в качестве добавки) выталкивающая сила атмосферы. Она не очень велика, ведь объём слитка мал. А вот на килограмм ваты (явно большего объёма) выталкивающая сила действует… сильнее. Она препятствует гравитации прижимать вату к весам, и… килограмм ваты оказывается легче!
Было интересно? Посмотрите другие материалы канала и подпишитесь