Почему банки с кофейным коксом плавают, но банки с обычной колой?

2024 Автор: Sherilyn Boyd | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 09:37

Забавный факт: если вы положите банку из кока-колы в пул воды, она утонет. Однако, если вы положите банку диетического кока-кола в один и тот же пул, она будет плавать. (Еще один забавный факт: Coca-Cola был изобретен человеком, который искал лекарство от морфийской зависимости, которое он приобрел во время Гражданской войны, и он продал Coca-Cola как таковой).

В любом случае, изначально эта плавающая проблема кажется чем-то, что ломает физику, потому что обе банки имеют одинаковый размер и содержат ровно столько же жидкости. Конечно, любой, кто когда-либо занимался физическим классом в какой-то момент, вероятно, знает, что делает данный объект плавающим в первую очередь, в самом простом смысле, заключается в том, что объект будет плавать, если он вытеснит количество жидкости (или достаточно плотного газа ), который весит больше, чем он сам.

Как вы помните, одним из ранних известных научных применений плотности был древнегреческий математик и круглый ботаник Архимед, когда король Сиракуз предположительно попросил его определить, была ли его корона сделана из того же чипа чистого золота он изначально отдал своего ювелира. Царь заподозрил, что ювелир забрал немного золота, которое ему дали, заменив его серебром, но не смог доказать это, не расплавив свою корону и физически сравнивая ее с другим золотым золотом такого же размера, как оригинал, который не был вариантом, который собирался рассмотреть король.

В конце концов, Архимед запустил хитрый план погрузить коронку и измерить количество воды, которую она вытеснила, и сравнить ее с количеством воды, смещенной равной массой чистого золота. Если корона была изготовлена из менее плотных материалов, чем чистое золото (включая серебро), оно вытесняло бы больше воды, чем золотой стержень. Легенда гласит, что Архимед произошел по этой идее, когда он прыгнул в ванну, наполненную водой, и послал волны воды для ванны, каскадные на пол, в результате чего он бежал голыми по улицам, кричащим Эврика! (Греческий для «Я нашел это»).

К сожалению, но, может быть, и не удивительно, что и эркеический момент Архимеда, и вся идея о том, что он погружает корону в воду, считаются работой художественной литературы, приписываемой известному римскому ученому Витрувиусу, спустя 2 века после смерти Архимеда. Кроме того, считается, что простое погружение короны в воду не дало бы достаточно точных измерений для Архимеда, чтобы судить о том, содержит ли корона небольшое серебро (по крайней мере, не с имеющимися у него инструментами). Но это делает большой анекдот для учителей естественных наук, чтобы рассказать своим ученикам, я думаю. (Еще один распространенный, который многие считают преподавателем математики / профессором, состоит в том, что причина отсутствия Нобелевской премии в области математики заключается в том, что знаменитый математик украл девушку Альфреда Нобеля. К сожалению, это тоже неверно. См. Причина: Нет Нобелевская премия по математике)

В любом случае, независимо от правдивости таких рассказов, имя Архимеда в конечном счете навсегда было бы связано с идеей плотности и плавучести после того, как он написал следующее в своей знаковой статье, О плавающих телах: «Если в нем принудительно погружено твердое вещество, более легкое, чем жидкость, твердое тело будет двигаться вверх силой, равной разнице между ее весом и массой перемещаемой жидкости».

Сегодня эта идея, конечно, известна как Принцип Архимеда.

Так что, возвращаясь к баночкам с плавающими газированными напитками, мы знаем из всего этого, что, учитывая возможность поплавков кокса диеты и регулярную банку кокса, несмотря на пару, содержащую такое же количество жидкости и в той же модели банки, Комбинированные компоненты кокса должны быть более плотными. И, по сути, 12 унция банки из кокса имеет больше массы из-за 39 граммов сахара, которые она содержит, по сравнению с 125 миллиграммами подсластителя в банке диетического кокса. Это небольшое различие в плотности между обеими баночками, как раз так, приводит к тому, что общая масса любой из них может падать по обе стороны от средней плотности чистой воды (чуть меньше 1 г / см3, слегка меняющейся в зависимости от температуры, достигающей ее максимума плотность при 4 градусах Цельсия или 39,2 градусах Фаренгейта). Это приводит к тому, что можно плавать, а другие погружающиеся и преподаватели естественных наук повсюду имеют трюк, чтобы согласиться с их часто сомнительно точными анекдотами. 😉

Бонусные факты:

Одним из распространенных ранних применений препарата «Геиин» от Bayer (да, люди аспирина) было помочь лечить людей, которые были зависимы от морфина, хотя героин в конечном итоге оказался более захватывающим. С юмором (или нет, в зависимости от вашей перспективы), когда морфин был впервые изолирован от опиума в 1805 году, одно из его ранних применений было как «непривлекательный» препарат для лечения людей, которые были зависимы от опиума. Вы можете прочитать больше об этом здесь: Когда Bayer продал героин в качестве не вызывающей привыкания медицины кашля
Лучшим методом, который мог бы использовать Архимед (который не требовал крайней точности) для решения предполагаемой проблемы кроны, позднее предложил Галилей Галилей, а именно сравнить сухой вес с влажным весом. В частности, сначала сбалансируйте корону и кусок золота по шкале в воздухе. Затем сделайте то же самое, но при погружении в воду. Если они не уравновешивают то же самое, один содержит то, что другой не делает.
Еще один распространенный анекдот в научном классе - это то, что у Ньютона на голове упало яблоко, которое вдохновило его так называемую «эврика» на то, как гравитация сработала. Удивительно, но у этого есть доля правды. См.: У Ньютона действительно было падение Apple на его голове