一噸鐵和一噸木頭哪一個更重?您一定會說:“這是個常識題,當然是一樣重。”
我告訴您,您錯了,因為您混淆了質量和重量兩個概念。
質量是物體所含物質多少的量,不因物體的形狀和所處位置而改變。
重量是物體所受地球的重力吸引大小的量,因所處的位置而不同。
如果我說我把一噸鐵放在珠穆朗瑪峰上,而把一噸木頭放在海拔為0米的地面上,那您肯定會說,位于海拔0米的一噸木頭比珠峰上的一噸鐵要重。
其實,即使在同一地區,一噸鐵和一噸木頭的重量也是不同的。您不信,那我就來說說理由。
阿基米德定律大家一定都聽說過:“浸在液體的物體所受的浮力大小,等于它排開液體受到的重力。”但很多人不一定知道,阿基米德定律不僅适用于液體,還适用于氣體。
鐵的密度大約是7.8克/立方厘米。而木頭的種類有很多,密度差别也很大,就算同一根木頭的樹根和樹梢,密度也不同,大緻範圍從0.35克/立方厘米到1克/立方厘米,我們取個中間值0.5克/立方厘米。
那麼一噸鐵的體積大約是1/8立方米,而一噸木頭的體積大約就是2立方米。鐵受到的空氣浮力就是1/8立方米的空氣的重力。在一個大氣壓,20 ℃時,空氣的密度約為1.2千克/立方米。也就是說,在這一條件下,一噸鐵受到的空氣浮力為1.2×1/8=0.15kg,而一噸木頭受到的浮力則是1.2×2=2.4kg。而要得到一噸鐵,實際需要1000kg 0.15kg=1000.15kg的鐵;而要得到一噸木頭則需要1000kg 2.4kg=1002.4kg的鐵。
這個式子很簡單,大家都能看明白。于是,我們也就發現了一個事實,在一個大氣壓,20 ℃的情況下,一噸木頭要比一噸鐵重約2.25kg。
怎麼樣,我沒騙您吧。但因為這個數量太小,我們在初中物理中往往忽略不計,而隻考慮:在同一地點,兩個質量相等的物體,所受的重力相等,也就是重量相等。所以,通過比較兩個物體的重量,就可以知道它們的質量;知道它們的質量,也就可以知道它們的重量。
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