1 Kilo Demir, 1 Kilo Pamuk ile Eşit Kütleye Sahiptir ama Daha Ağır "Çeker"!

Meşhur soruyu bilirsiniz: "Bir kilo demir mi ağırdır, bir kilo pamuk mu?"

Bu soru geldiğinde, şöyle bir gerindikten sonra gururla cevap veririz: İkisi de eşittir! Tebrikler! Sorunun sizi demirin katı, pamuğun ise yumuşak ve hafif cisimler olmasından ötürü algısal yanılgıya düşürmeye çalışmasına kanmadınız.

Gerçekten de, eğer ki iki cisim aynı kütlelere sahiplerse (bu örnekte 1 kilogram), eşit ağırlığa sahiptirler. Elbette, 1 kilogram pamuk ya aşırı sıkıştırılmış olacaktır (yüksek yoğunluk), ya da aşırı yüksek hacme sahip olup, çok geniş bir alan kaplayacaktır. 1 kilogram demir ise az miktar demirle erişebileceğimiz bir kütledir. Bu durum, demir ile pamuğun yoğunluklarının (belli bir hacme sığdırılan kütlenin) farklı olmasından kaynaklanır. Ki sorunun kandırmaya çalıştığı algı da, bu yoğunluk farkından kaynaklanır.

1 kilo pamuk ile 1 kilo demir, ancak ve ancak birebir aynı noktada ölçülüyorsa aynı ağırlık değerlerini verecektir... Çünkü unutmayın: "Kütle" ile "ağırlık" farklı şeylerdir. Ağırlık, kütle ile kütleçekim ivmesinin çarpımıdır. Kütle sabit olsa da, kütleçekim ivmesi Dünya üzerindeki iki noktada bile farklı olabilecektir. Dolayısıyla aynı kütledeki iki cisim, Avustralya ile Moğolistan'da birbirinden çok çok az da olsa farklı ağırlık değerlerine sahip olabilir. Ancak vermek istediğimiz asıl ilginç bilgi bu değil!

Bir Kantar, Eşit Kütlede Demir ve Pamuğu Farklı Tartar!

Asıl şaşırtıcı olan gerçek şu: Eğer bu iki cismi, kütleçekim ivmesinin birebir aynı olduğu noktada, birebir aynı kantarla tartacak olsanız bile, ağırlıkları farklı çıkacaktır! Bunun sebebi, kütle ya da kütleçekim ivmesi değildir. Kantarların çalışma prensibidir.

Her ne kadar bir kantar üzerine çıktığınızda size "kilogram" değerini veriyorsa da, aslında bir kantarın ölçtüğü birim, "kilogram-kuvvet" birimidir. Dolayısıyla kantarlar, üzerlerine binen yükün uyguladığı kuvveti ölçüp, kilograma çevirerek verirler.

Peki kütleçekim ivmesi birebir aynıysa, nasıl farklı değerler ölçülebilir? Kaldırma kuvvetinden ötürü! Her ne kadar kaldırma kuvveti genellikle sıvılarla ilişkilendirdiğimiz bir özellikse de, aslında tüm akışkanlar için geçerlidir. Hava da bir akışkan olduğu için, kaldırma kuvvetine sahiptir. Yani hava; bir demire, sizin vücudunuza ve pamuğa yukarı doğru bir kuvvet uygular. Bu, kantara doğru (aşağıya doğru) etki eden ağırlık kuvvetine etki eder ve onu azaltır. 1 kilo pamuğun hacmi ve yüzey kesit özellikleri, 1 kilo demirinkinden farklı olduğu için, üzerine etki eden kaldırma kuvveti de farklı (ve demirinkinden daha fazla) olacaktır. Dolayısıyla 1 kilo demir, 1 kilo pamuktan gerçekten de daha ağır "çekecektir"; kütleleri birebir aynı olsa bile... 

Bu durumun üstesinden gelmekse basit: Tamamen vakumlanmış bir odada aynı ölçümü tekrar edecek olursanız, işte o zaman aynı kütleli cisimleri, aynı noktada, birebir aynı ölçeceksinizdir. Tabii ki ticari kantarların çoğu o kadar hassas olmadığı için, bunu evinizde denerseniz muhtemelen hiçbir fark göremeyeceksiniz. Ancak yeterince hassas bir kantarla bunu kolaylıkla deneyebilirsiniz.

Dolayısıyla meşhur sorunun doğrusu şu şekilde sorulmalıdır:

Dünya üzerinde birebir aynı noktada ve tamamen vakumlanmış bir ortamda, 1 kilo demir mi daha ağırdır, 1 kilo pamuk mu?