Câu đố 1kg sắt và 1kg lông vũ có đáp án bất ngờ

Trong điều kiện cân đo trong bầu khí quyển Trái đất, cán cân có thể nghiêng về phía 1kg sắt hơn là giữ thăng bằng ở giữa do khi đó 1kg sắt "nặng" hơn một chút so với 1kg lông vũ, theo trang IFLScience ngày 22-10.

Nếu đặt hai vật có khối lượng chính xác 1kg lên hai đĩa cân trong môi trường chân không, cân sẽ giữ thăng bằng.

Trong khí quyển, lông vũ chiếm thể tích lớn hơn sắt nên chiếm chỗ nhiều không khí hơn, do đó chịu lực đẩy hướng lên mạnh hơn. Lực này làm giảm trọng lượng biểu kiến của lông vũ, khiến cân nghiêng nhẹ về phía sắt.

Theo một phép tính được đăng trên diễn đàn Physics Stack Exchange, 1kg lông vũ làm từ keratin có thể tích khoảng 751cm³, trong khi 1kg sắt chỉ chiếm khoảng 127cm³.

Với mật độ không khí gần mực nước biển là 0,0012g/cm³, lực đẩy lên 751cm³ lông vũ là 0,92gf còn với 127cm³ sắt là khoảng 0,155gf. Gf đơn vị đo lực tương đương với lực mà trọng lực tác dụng lên một vật có khối lượng 1g.

Điều này có nghĩa là nếu ta cân lông vũ trong chân không, nó sẽ nặng 1kgf nhưng trong không khí nó sẽ nặng 999,08gf. Nếu ta cân sắt trong chân không, nó sẽ nặng 1kgf nhưng trong không khí nó sẽ nặng 999,85gf.

Hiện tượng này xuất phát từ lực đẩy Archimedes, không chỉ xuất hiện trong nước mà còn tác dụng với vật thể trong không khí. Vật chiếm thể tích càng lớn thì lượng không khí bị chiếm chỗ càng nhiều, lực đẩy hướng lên càng mạnh.

Một nghiên cứu công bố năm 2014 đã kiểm chứng nguyên lý này bằng cách sử dụng một tấm đồng mỏng và một khối polystyrene giãn nở thay cho sắt và lông vũ.

Khi không khí được hút dần khỏi buồng chân không, cân chuyển từ trạng thái cân bằng sang trạng thái cho thấy tấm đồng có khối lượng biểu kiến lớn hơn. Điều đó phù hợp với dự đoán rằng lực đẩy của không khí ảnh hưởng đến kết quả cân.

Theo Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ quốc gia Mỹ (NIST), lực đẩy của không khí có thể là nguồn sai số lớn nhất trong phép đo khối lượng có độ chính xác cao nếu không được hiệu chỉnh.

Như vậy, nếu nói về khối lượng, 1kg sắt và 1kg lông vũ hoàn toàn bằng nhau.

Tuy nhiên, nếu xét số chỉ của cân trong không khí, sắt có thể nặng hơn một chút. Sự khác biệt nằm ở lực đẩy của môi trường chứ không phải khối lượng thực của hai vật.

Phát hiện bất ngờ: Não bộ có thể hình thành từ hai nhóm tế bào riêng biệt

Nghiên cứu mới của các nhà khoa học Đại học Stanford (Mỹ) cho thấy não bộ có thể phát triển từ hai nhóm tế bào riêng biệt trước khi kết hợp thành một cơ quan thống nhất, mở ra hướng nghiên cứu mới về các bệnh thần kinh.