Es un bloque de algodón de más de un bloque de hierro?

Question

si tengo un bloque de algodón y un bloque de hierro que contienen cada una un peso de 100 kg cuando se mide en una máquina de pesaje, en la realidad que uno es pesada que la otra, que uno es más pesado y por qué?

Esta pregunta estaba en mis física de la hoja de cálculo. El maestro le dio la siguiente respuesta: la aparente peso de ambos es el mismo, pero la fuerza de empuje de algodón es alto, ya que el volumen de algodón es más que el hierro. Por tanto, el verdadero peso de algodón es más. ¿Responde esto sentido? ¿Cuál es la respuesta correcta?

Answer 1

Aquí se asume que la máquina de pesaje no mide la inercia de un objeto, pero como suele ser el caso, las medidas de la normal de la fuerza normal ejercida sobre el objeto, ya que está en la máquina de pesaje. La fuerza total ejercida sobre el objeto de masa M en reposo es cero, la fuerza de la gravedad de M g actúa hacia abajo. La fuerza de flotabilidad actúa hacia arriba y es debido el hecho de que la presión del aire es mayor en la parte inferior del objeto de en la parte superior del objeto.

La fuerza de flotabilidad es igual al peso del aire desplazado. Esto es debido a la presión de las fuerzas que actúan sobre el límite del objeto no cambia si el objeto donde sustituidas por aire, pero tal masa de aire quedarse inmóvil en equilibrio hidrostático, por lo tanto, el peso de esa masa de aire debe ser igual a la fuerza de flotabilidad.

Esto significa que si la máquina de pesaje da la misma lectura para ambos objetos, que la masa del algodón será más, debido a una mayor fuerza de la gravedad sería necesaria para producir la misma fuerza normal cuando hay una mayor fuerza de flotabilidad.

Answer 2

Suponga que la masa de su bloque es $m$, entonces la fuerza hacia abajo debida a la gravedad es:

$$ F_g = mg $$

donde $g$ es la aceleración debida a la gravedad. Esta fuerza es lo que normalmente pensamos que el peso. Pero tú eres el pesaje de los bloques en el aire, y Arquímedes principio nos dice que si un objeto de volumen $V$ es sumergido en un fluido de densidad de $\rho$, entonces hay una fuerza hacia arriba, llamada la flotabilidad, en el objeto dado por:

$$ F_b = V\rho g $$

Así que cuando usted peso que el objeto de la figura que usted consigue realmente es el peso menos la flotabilidad:

$$ F = F_g - F_b = mg - V\rho g \tag{1} $$

Ahora, usted sabe que el peso en el aire de algodón y el hierro son los mismos. Utilizaremos el subíndice $c$ algodón y $i$ para el hierro, por lo que la medición de pesos para el algodón y el hierro, $F_c$ $F_i$ respectivamente, y sabemos $F_c = F_i$. Si usamos la ecuación (1) para el cálculo de $F_c$$F_i$, a continuación, establezca la igualdad obtenemos:

$$ m_cg - V_c\rho g = m_ig - V_i\rho g $$

Y reordenamiento de esto nos da:

$$ m_c - m_i = \rho(V_c - V_i) \tag{2} $$

Esta ecuación nos dice que la diferencia de las masas de los objetos. La diferencia sólo puede ser cero, es decir, los objetos tienen la misma masa, si $V_c - V_i$ por lo que el lado derecho de la ecuación (2) se va a cero. Pero sabemos que el volumen del algodón es mayor que el volumen de el hierro, es decir,$V_c > V_i$, por lo que la ecuación (2) nos dice que $m_c > m_i$. Aunque los dos objetos pesan lo mismo, la masa del algodón debe ser mayor que la masa del hierro.

Estoy de acuerdo con los comentarios que la pregunta está mal planteada porque no hacer clara la distinción entre el peso y la masa. Sin embargo, esto es lo que me imagino que su maestro.

Answer 3

Todos los cuatro de las que se conservan las respuestas de explicar la física correctamente, pero la respuesta a una pregunta no se hacen. Esta es la pregunta que su profesor de física le preguntó, que es un enigma para pedir el primer año los estudiantes de física:

¿Qué pesa más de 100 KG de hierro o 100 KG de algodón?

El peso es una fuerza, la masa es una cantidad de material. KG es una medida de masa, no de peso.

El peso es la suma de la fuerza de gravedad (dependiendo de la masa) y la fuerza de flotación (dependiendo del volumen). Ya que funcionan en direcciones opuestas, tienen signos opuestos:

$$ F_t = F_g - F_b = mg - Vρg $$

Ahora considere que la componente gravitacional $F_g$ para el hierro y por el algodón es el mismo, ya que tienen la misma masa. Por lo tanto, el objeto con el menor flotabilidad componente $F_b$ va a mostrar un mayor peso en una escala. Por lo tanto el objeto con el mayor volumen se muestran un mayor peso en una escala. Por lo tanto, las plumas muestran un mayor peso en una escala que la del hierro.

Answer 4

Pensar acerca de un bloque de 100 kg de madera flotando en una bañera. Gancho de una escama de pescado (un GRANDE), en ella y tomar las riendas, pero no tire de cualquier estrictos. Lo que hace la escala de lectura? Lee cero, ¿verdad? Es que el correcto peso (masa) de la madera? ¡De ninguna manera!

Tan "pesada" siempre debe ser pensado como una masa vs flotabilidad problema. En el primer ejemplo dado, el peso real de hierro y algodón es mayor de 100 kg. Si se pesó en un vacío (cero flotabilidad), su verdadero peso medido.

Answer 5

La medición se refiere al valor de una cantidad cuando ese valor ha sido determinado por la medición. En definitiva, una medición es el resultado obtenido por la medición.

Por lo tanto, el valor de 100 kg, medida por su máquina de medición, por definición, ha sido llamado el "peso" y este valor es el mismo para ambos.

Por lo tanto, ambos pesan lo mismo.