铁的密度是多少(铅的密度是多少)

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铁的密度是多少(铅的密度是多少)热议:一斤棉花和一斤铁谁更重?竟然有三个正确答案,非学霸勿入

再来看给的答案:

热议:一斤棉花和一斤铁谁更重?竟然有三个正确答案,非学霸勿入

看看网友们的说法。

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后面还有上百条留言,综合一下,三种答案:1.一样重。2.铁重。3.棉花重。

为什么看似这么简单的问题,在网络上却引起了巨大的争议呢?

下面我试着用初中物理的知识给大家讲明白。

我们生活中的重量在物理中是不规范的词语,物理有两个基本概念跟重量相近,就是质量和重力,它们之间的关系如下面公式所示。

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平时我们说得多少斤、多少千克、多少吨,都指的是质量。

而重力在生活中用得非常少,平日生活中几乎用不到,但在物理学里却是非常重要的概念。

补充完这两个基本概念,我们来分三种情况讨论一下,为什么三种答案都有众多支持者。

第一种情况:什么时候一样重?

题目说得很清楚:一斤棉花和一斤铁到底谁更重?

那么问题是,这一斤棉花和一斤铁是怎么称出来的?

如果都是用天平称出来的,那么再次放到天平上就应该是平衡的。如图所示。

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在我们的意识里面,这样能够在天平两端平衡,就是一般重。

第二种情况:什么情况下认为铁更重?

之所以很多人认为铁重,我认为主要是两个原因:

1.铁密度大,放到手上感觉更重。

俗话说:“铁比木头重”,指的就是铁的密度比木头大。

试想一小块铁肯定比超大的一块木头轻,但是我们潜意识里还是会认为铁更重一些,就是这个原因。

其实,这里还涉及到物理学中另一个知识——压强,这里不再多讲,明白的可以评论区给大家解释一下。

2.如果考虑空气浮力,当铁和棉花真实重力相同时,此时精确分析会发现铁更重。

弹簧秤也就是弹簧测力计,在物理中它主要是测力的工具,但是生活中的弹簧秤可以测质量,如图所示。

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根据上面的公式,重力与质量成正比,质量越大,重力越大,所以这个弹簧秤利用了这个关系制作而成。

如果都用这样的弹簧秤测量出1斤,那么棉花和铁一般重吗?

当我们用称称量物体时,物体处于平衡状态,因此,此时的重力等于拉力。

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但是,我们生活在地球上,我们周围存在大量的空气,这样就会有个问题:物体在空气中会受到空气的浮力,而空气的浮力会影响测量值。

空气的浮力与两个因素有关:空气的密度和物体占空气的体积。

简单说,物体的体积越大,浮力就越大。

如果考虑浮力,那么物体受力平衡的示意图如下。

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这种弹簧秤的拉力表示的就是称重的斤数,如果用这种弹簧秤测量质量,铁和棉花都是1斤,意思就是拉力相同。

如果拉力相同,棉花的体积比铁的体积大得多,所以棉花浮力更大,意味着棉花重力更大。

上面这句话非常烧脑,能看懂的可以在评论区留言。

不明白的我们来看一幅图,用的是特殊数值的办法。

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如果一开始铁和棉花真实的重力都是100N,因为体积大的棉花受到的空气浮力大,如图,铁的浮力假设是0.1N,棉花0.2N,这样需要99.9N就可以提起铁块,而只需要99.8N就可以提起棉花,这样比较下来,感觉就是铁更重一些。

此时,放到天平上,铁这端会下沉,如图。

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第三种情况:什么情况下认为棉花更重?

这种情况跟上一种情况相同,只不过是大家认为的初始状态不一样,如下图。

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假设铁和棉花都用弹簧秤称出来是相同的100N,也就是拉力相同,弹簧秤显示的示数就相同,专业的说法是视重力相同。

但是因为体积大的棉花受到的空气浮力大,如图,铁的浮力假设是0.1N,棉花0.2N,这样比较下来棉花真实的重力就是100.2N,而铁的真实重力是100.1N,所以棉花比铁更重。

这时候,如果放到天平两端,因为视重力都是100N,两边平衡,如图所示。

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但是,如果把他们放入真空环境中,棉花这端就会下沉,因为此时棉花的真实重力更大,如图。

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最后,我们看一幅动图,直观地感受一下空气的浮力。

这是一个真空罩内的杯子和物品,当空气进入真空罩时,电子秤的示数逐渐变小,因为真空中没有浮力,当空气涌入时,物体受到了空气浮力,从而减少了对电子秤的压力。

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小结

总结一下,一斤棉花和一斤铁到底谁更重呢?

1.如果不考虑空气浮力的话,答案是一般重,因为他们都是一斤。

2.如果考虑空气浮力,又分为两种情况:

(1)如果假设他们两个一开始真实的重力相同,那么在称重的时候也会比棉花更重一些。此时如果放到天平上铁这端会下沉。

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(2)如果假设他们两个一开始称重的示数相同,那么棉花的真实重力更大一些,在真空中棉花这一端就会下沉。

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