28 noviembre 2006

¿Qué pesa más un kilo de paja o un kilo de plomo?

Foto de RiKi_74 bajo una licencia Creative Commons
La respuesta, por sorprendente que parezca es: un kilo de plomo.

Teniendo en cuenta que lo que entendemos como peso es lo que marca una báscula, es decir la fuerza que ejercemos sobre el suelo. Efectivamente un kilogramo de plomo pesa más.

Aquello que en la vida diaria solemos omitir es que estamos sumergidos en un fluido: el aire. Aunque es poco denso sigue siendo un fluido, y al estar sumergido en el, un cuerpo experimenta un empuje hacia arriba igual al de la masa de fluido que desplaza.

Para entenderlo mejor imaginemos que en lugar de estar sumergidos en aire estamos sumergidos en agua. Ahora ponemos un kilo de plomo encima de una bascula submarina. El plomo tiene una densidad de 11,34 kg/dm^3, es decir que un kilo de plomo tendría un volumen de 1/11,34=0,088 dm^3 y bajo el agua el plomo recibiría un empuje hacia arriba de 0,088*1=0,088kg (multiplicamos por uno porque la densidad del agua es 1kg/dm^3) es decir, la bascula indicará que pesa 0,912kg. Si hubiésemos introducido un kg de silicio, cuya densidad es mucho menor (2,33kg/dm^3) la bascula hubiese marcado 1-1/2,33=0,5708kg. Finalmente si introducimos algo (como madera) que tiene una densidad menor a la del agua (densidad del agua = 1kg/dm^3) el empuje hacia arriba sería mayor que el empuje hacia abajo y flotaría con lo que la bascula mediría 0.

Lo mismo pasa con el aire, la paja al ser menos densa que el plomo, un kilo de paja ocupa más sitio, y por lo tanto desplaza más aire, lo cual provoca que su empuje hacia arriba sea mayor.

Es como si alguien preguntase, ¿qué pesa más un gramo de plomo o un globo con toneladas de helio?

7 comentarios:

Alex dijo...

Pues que quieres que te diga... me da la sensación que pesará mucho más unas toneladas de helio que un gramo de plomo...

Toneladas = múltiple de 1000000gramos

Además, siempre estás contando con el aire. Y si lo haces al vacío? Es decir, pones una báscula en una habitación que esté al vacío. Si, lo sé, sería difícil de medir, pero piensa que metes toneladas de helio, en estado líquido. En teoría la masa no se modifica según el estado físico en el que se encuentre, así que...

Proximo.xv dijo...

Yo no he hablado de masa. Un kilo de helio siempre es un kilo de helio. Yo te hablo del peso es decir de la fuerza normal con la que reacciona el suelo para que el sumatorio de fuerzas sea cero.

Por ejemplo si vas dentro de un ascensor que acelera a 0,5g (4,9 m/s^2) hacia abajo "pesas" la mitad.

Puse el resultado en kilos para mayor claridad, como hacen las basculas. Aunque tanto las basculas como yo nos referimos a Newtons.

Para acabar, si metes helio en estado gas dependiendo del material del globo, explotará. Si lo metes en estado líquido, para lo que tendrías que enfriarlo hasta 4,22K (-268,93 ºC) al entrar en una habitación sin presión se evaporaría.

Pero supongamos que construyes un globo rígido y de masa despreciable a 4,22K (-268,93 ºC) es decir con helio en estado líquido, en este caso, el globo al ser rígido lo aisla de el exterior y la báscula marcaría 1 kg de helio.

Es más si te ahorras enfriarlo y lo metes en estado gaseoso en una habitación al vacío, la báscula también marcará 1 kg.

¿Debería hacer otra entrada con dibujos y tal?

Alex dijo...

Tranquilo, no hace falta que hagas dibujos... que me los conozco...

Pero ves? si pones una kilo de helio en una habitación al vacío en el superglobo rígido-que-no-explota, pesaría un kilo.

Así pues unas toneladas de helio pesarían más que un kilo de plomo.

Quiero hacer 2 observaciones:
"Aunque tanto las basculas como yo nos referimos a Newtons"
Que listas son las básculas...

No me acordaba de que el helio tenía un punto de condensación (no recuerdo si se llama así) tan bajo. Pensaba que sería como el nitrogeno o algo parecido... pero veo que está muy cerca del 0 absoluto.

Proximo.xv dijo...

No es lo mismo decir "tiene una masa de..." que decir "pesa tantos..."

Tu puedes tener una masa de 80kg y en el espacio (o en el agua) no pesar nada.

Alex dijo...

Bueno, pero en una habitación al vacío, un kilo de helio y un kilo de plomo pesarían lo mismo,no?

Lo que pasa es que al estar el aire por el medio y ser de mayor densidad que el helio, este asciende. y por eso se han de hacer los cálculos que decías.

Proximo.xv dijo...

Si. Pero al estar en el aire todos los mateiales pesan menos de lo que deberían. Sin embargo cuanto menos denso más les afecta el empuje de aire.

Augusto Forero Aponte dijo...

jajajajajajjaaajajaj un kilo de paja o un kilo de plomo? ambos son un kilo osea ninguno pesa mas que otro ambos pesan igual pues ambos tienen un kilo... que pesa mas un kilo de algodon o un kilo de arina? lo mismo es igual ambos pesan un kilo ninguno pesa mas que el otro jajajjaja esta mal echa esa pregunta... seria por ejemplo que pesa mas un un kilo de paja o un lingote de plomo ay si pesaria mas alguno de los dos. tu bas echando paja hasta q forme un kilo (dos lbs)e igual bas echando plomo hasta que juntes un kilo. entonces por eso ninguno pesa mas que el otro ambos pesarian igual = = = = = = = = = =