Статья написана для тех, кто считает ответ на этот вопрос очевидным и что килограмм всегда весит одинаково.
В классической формулировке этой задачи используется пух, а не пенопласт. Но пух не имеет постоянного объёма, это сильно усложнит задачу.
Для начала, немного теории. Дело в том, что килограмм - единица массы, а вес - сила. Да-да, вес это сила с которой масса давит на опору. Эта сила зависит от массы и ускорения свободного падения.
Но если у нас масса одинаковая и ускорение одинаковое, то с чего бы поменялся вес?
Дело в том, что на тела могут действовать разные силы. Например, на орбите, на космической станции, масса предметов никуда не девается, а вот вес у них исчезает, потому что уравновешивается другой силой, которая точно так же зависит от массы - центробежной.
“Позвольте, но мы же с вами не на орбите, а на земле-матушке, прямо на поверхности!” - скажете вы, и будете правы. В этом-то и заключается подвох.
Массой обладает всякое вещество, и если мы спросим так : Что больше весит килограмм воздуха или килограмм свинца? Как отвечать?
Воздух ничего не весит.
Воздух создаёт давление, но на весы его не поставить. Если взвешивать шарик с килограммом воздуха, то мы просто взвесим шарик.
А что если взвесить килограмм гелия? Гелий, это тот самый газ, которым надувают шарики, чтобы они падали на потолок, или улетали в небо. Килограмм гелия будет тянуть вверх с силой примерно 27 килограмм.
Не кажется вам, что очень странно получается, если к килограмму гелия привязать 27 килограмм свинца, и положить всё это на весы, то мы получим 0?
А дело в той самой силе, которую обнаружил древний грек Архимед, когда мылся в ванной. Он заметил, что в воде его тело стало весить меньше. По легенде, он бегал по улицам голый и кричал - “Эврика!”, что значит “нашёл”.
Тем не менее, ту силу, которая выталкивает предметы из жидкостей и газов и зависит от плотности жидкости или газа и объёма тела, теперь называют “Архимедовой силой”.
Вот она-то и заставляет килограммы разных веществ весить по разному. И чем больше объём, который занимает один килограмм, тем сильнее она будет действовать.
Таким образом, менее плотное вещество имея туже массу будет весить меньше. Килограмм свинца тяжелее килограмма пенопласта. И это правильный ответ для поверхности планеты Земля.
Если вы хорошо учились в школе, то вы могли заметить, что сила должна измеряться не в килограммах а в ньютонах. Я же продолжаю использовать единицы массы. Дело в том, что почувствовать мы можем силу, но на предметах пишут массу. И далеко не каждый сходу сообразит, что держа в руке килограмм, на самом деле ощущает силу 9,8 Ньютонов.
Архимедова сила играет огромное значение в нашей жизни. И не только в технике. Не только для кораблей и воздушных шаров.
Все ветра в атмосфере и течения в океане образуются вследствие “всплывания” тёплых обёмов вверх, и опускания холодных вниз. В океане дополнительную роль играет солёность. Более солёная вода “тонет” в более пресной, потому что имеет большую плотность. Благодаря архимедовой силе, наш мир интенсивно перемешивается.