Friday, September 7, 2007

یک کیلو آهن سنگین تر است یا یک کیلو پنبه؟

حتما اکثرتان با دیدن تیتر مطلب خندیده اید و با خود گفته اید این دیگر چه سوالی ست؟ مگر ما بچه ایم که اینجوری میخواهی هوشمان را تست کنی؟معلوم است که هر دو مساوی هستند
خیر دوستان ، مساله به این سادگی ها هم نیست . بیایید کمی بیشتر در این موضوع غور کنیم
مثلا اگر بپرسیم یک کیلو چوب سنگین تر است یا یک کیلو آهن ، چه جوابی میدهید؟
یا یک کیلو آلومینیوم و یک کیلو آهن؟
باز هم همان جواب را میدهید؟
بیایید جور دیگری سوال را طرح کنیم
اگر شما مثلا مقداری آلومینیوم و مقداری آهن داشته باشید و آنها را به سوپر مارکت محله تان ببرید تا آنها را وزن کند ،فکر میکنید کدامیک واقعا سنگین تر است؟ اگر پس از وزن کردن ، هر دو یک کیلو بودند باز هم با قاطعیت میگویید هر دو مساویند؟
کدامیک واقعا سنگین تر است؟
این کلمه ی " واقعا" شما را به شک نینداخت؟
کدامیک " واقعا" سنگین تر است؟
دوباره فکر کنید
البته همه میدانید که داریم از دو جسم با چگالی مختلف حرف میزنیم ، یعنی در صورت جرم یکسان ( و چون در یک نقطه داریم آنها را وزن میکنیم با وزن یکسان) دارای حجم های متفاوتی هستند . میگویید تاثیری در جواب ندارد . اندکی صبر کنید دوستان ، زود قضاوت نکنید
همیشه مساله ها آنطور که در نگاه اول بنظر می آید حل نمیشوند
دقت کردید در طرح نهایی مساله چی گفتم؟
دو جسم را دارید در محله تان وزن میکنید
نه! نه! منظورم این نیست که ترازوی سوپرمارکت محله تان مشکل دارد( هرچند که بعید نیست) ، برای ساده شدن میتوانیم فرض کنیم ترازو مشکل ندارد ، فرض هم میکنیم فروشنده مغازه هم سعی ندارد شما را با دادن اطلاعات غلط اذیت کند ، قدرت بینایی اش هم مشکل ندارد ، دقت ترازو هم بالاست ، فروشنده هم وزن را هم گرد و روند نکرده است ، هرچند در عمل همه ی این موارد ممکن است وجود داشته باشد و دهها عامل مداخله گر دیگر نیز ممکن است بر نتیجه ی آزمایشتان تاثیر بگذارد
کمی بیشتر فکر کنید ، در اندوخته ی معلومات فیزیک تان تفحص کنید
چه شد؟ چیزی بنظرتان نرسید؟
آها ، شما چند نفر فهمیدید . آفرین . ولی لطفا سکوت کنید و اجازه دهید بقیه هم فکر کنند
...
گفتم در مغازه ، چیزی بذهنتان نرسید؟ حوصله تان سر رفت؟ بگویم؟
بسیار خوب
با یک راهنمایی چطورید؟
دارید روی کره زمین توزین میکنید
میگویید تاثیری ندارد؟ چرا اتفاقا مهم ترین مساله همین است
دارید در روی زمین که سرشار از هواست این آزمایش را انجام میدهید . فکر کنم اکثرا متوجه شدید و خندیدید . درست است . چند نفرتان توضیح بیشتر میخواهند؟
باشد . ارشمیدس . باز هم توضیح بیشتر؟ قانون ارشمیدس یادتان رفته؟
اگر جسمی در سیالی قرار گیرد به اندازه وزن سیال جابجا شده سبک میشود . حالا شد؟ هوا هم سیال است ، دو جسم شما در این هوا قرار گرفته اند و هر کدام به اندازه حجم خود هوا جابجا کرده اند ، اما حجمشان فرق میکند ، آنکه چگالی اش کمتر است حجمش بیشتر است مثلا یک کیلو آلومینیوم حجم بیشتری از یک کیلو طلا دارد پس هوای بیشتری جابجا کرده و بیشتر سبک شده است
میگویید وزن هوا در مقایسه ناچیز است؟
بله . درست میگویید . ولی ما که میزان دقت مورد نیاز برای حل مساله را مشخص نکردیم
فرض کنید آلومینیوم به اندازه دو هزارم گرم هوا جابجا کرده و لذا به اندازه دو هزارم گرم سبک شده و آهن که حجمش کمتر است هوای کمتری جابجا کرده پس مثلا به اندازه یک هزارم گرم سبک شده ، نتیجه این میشود که آهن و الومینیومی که پس از وزن کردن در سوپرمارکت هر دو یک کیلو گرم را نشان میدهند اگر آنها را در خلاء وزن میکردیم آلومینیوم یک کیلو و دو هزارم گرم و آهن یک کیلو و یک هزارم گرم را نشان میدادند چون هوایی وجود نداشت که آنها را سبک کند
یعنی واقعا آلومینیوم جرم و وزن بیشتری دارد
دقت کردید چطور شد؟ پس در سوال مفروض همیشه باید پرسید توزین در کجاست؟ در خلاء یا در حضور هوا؟
اگر در حضورهوا دارد وزن میشود و جواب وزن کردن یکی است کدامیک واقعا سنگین تر است؟
بله ، آنکه حجم بیشتری دارد یا واحد حجمش سبک تر است
جالب بود؟

 
300 the movie