Масса утюга в первом приближении при нагревании не изменяется. А вес - это разность между mg и архимедовой силой, действующей на утюг со стороны воздуха. Она пропорциональна объёму, поэтому при нагревании утюга на 200 град. его объём увеличится с коэффициентом объёмного теплового расширения 10*10^(-6) 1/K, возрастёт архимедова сила и уменьшится вес. По моим подсчётам, вес среднего утюга при нагревании на 200 градусов уменьшится на 0,05 г. Эффекты более высокого порядка малости - утяжеление массы отдельных молекул за счёт увеличения их скорости (с ростом температуры) - это релятивизм, по Эйнштейну. Но эти эффекты пренебрежимо малы по сравнению с тепловым расширением.
Не все так просто, как утверждает уважаемая Ангела. Вопрос непростой и дискуссионный. Согласно классической механике масса тела есть просто производное от количества молекул в веществе, которое, уж точно, не изменится при его нагревании. Может увеличиться объем утюга, можно учесть изменение удельной плотности чугуна (жалкие проценты), но классическая механика (по Ньютону) говорит, что вес - это произведение массы на ускорение свободного падения. Масса, возможно увеличилась, хотя есть сведения что у чугуна удельная плотность уменьшается с увеличением температуры.
А вот господин Альберт Эйнштейн почему-то утверждает, что масса и энергия связаны в один пучок.
В соответствии с его знаменитой теорией относительности E=M*C^2, M-масса тела, С- скорость света. Что же мы имеем по этой формуле? Изменилась энергия, утюг нагрели ( но еще не бросили со скоростью, близкой к скорости света). Раз нагрели, значит увеличили энергию. А если принять скорость света за постоянную, то значит, увеличилась масса тела.
Опять парадокс между классической и релятивистской механикой. Я не берусь отвечать на вопрос, я просто хочу поблагодарить автора за такие нетривиальные вопросы, только не знаю как.
Лучший ответ у Белодедова. Но мне стало интересно, кто кого победил. Я уже посчитал в комментарии к его ответу, что Архимедова сила будет порядка 0,0015 г = 1,5 мг. Это уменьшение веса утюга за счет выталкивающей силы при увеличении объема. А вес утюга по Эйнштейну увеличится примерно на 10 в минус 10-й процента. Значит, Архимед тут Эйнштейна поборол. Причем одной левой!
Закон сохранения массы - закон физики, согласно которому масса физической системы сохраняется при всех природных и искусственных процессах.
В метафизической форме, согласно которой вещество несотворимо и неуничтожимо, этот закон известен с древнейших времён. Позднее появилась количественная формулировка, согласно которой мерой количества вещества является вес
Масса утюга при нагреве не изменится, поскольку на него будет действовать все та же сила тяжести. А вот вес немного изменится. Если взять коэффициент теплового расширения для чугуна, то на 1 м расширение происходит на 0,01 мм на 1 градус, т. е. получим 2 мм. Вес - это сила, с которой давит тело на опору или подвес. Если известна площадь опоры утюга (а ее в условии нет), то можно вычислить и его вес при нагреве до 200 градусов. В любом случае это будут доли процента.
Если нагретый утюг бросить с балкона, то его вес во время бросания будет равен нулю, а во время падения и приземления вес будет тем больше, чем с большей высоты его сбросили. Причем, не имеет значения, нагретый был утюг или холодный. Масса утюга не изменится.
Добавить комментарий