Waarom doen blikjes cola light maar blikjes gewone cola niet?

Waarom doen blikjes cola light maar blikjes gewone cola niet?

Leuk feitje: als je een blikje Coca-Cola in een plas water stopt, zakt het weg. Als u echter een blikje Cola Light in dezelfde pool doet, zou het dobberen. (Nog een leuk feit: Coca-Cola is uitgevonden door een man die een remedie wilde voor de morfineverslaving die hij tijdens de burgeroorlog had opgedaan, en hij bracht Coca-Cola op de markt.)

In elk geval lijkt dit zwevende probleem in eerste instantie iets dat de natuurkunde breekt omdat beide blikjes precies dezelfde grootte hebben en precies dezelfde hoeveelheid vloeistof bevatten. Natuurlijk weet iemand die ooit een natuurklas heeft gevolgd waarschijnlijk wat een object in de eerste plaats laat drijven, in de eenvoudigste zin, is dat een object zweeft mits het een hoeveelheid vloeistof (of voldoende dicht gas) verplaatst ) die meer weegt dan zichzelf.

Zoals je je misschien herinnert, was een van de oudst bekende wetenschappelijke gebruiksmogelijkheden van dichtheid door de oude Griekse wiskundige en all round nerd, Archimedes, toen de koning van Syracuse hem zogenaamd vroeg om te bepalen of zijn kroon al dan niet van dezelfde balk van puur goud was gemaakt hij had zijn juwelier oorspronkelijk gegeven. De koning vermoedde dat de juwelier een deel van het goud had gekregen dat hij had gekregen, ter vervanging van zilver, maar kon het niet bewijzen zonder zijn kroon te smelten en het fysiek te vergelijken met een ander blok goud van dezelfde grootte als het origineel, wat geen optie was die de koning zou overwegen.

Uiteindelijk kwam Archimedes met een sluw plan om de kroon onder te dompelen en de hoeveelheid water te meten die hij verdreef en te vergelijken met de hoeveelheid water die verdrongen was door een gelijke massa puur goud. Als de kroon was gemaakt met minder dichte materialen dan puur goud (inclusief zilver), zou het meer water verdringen dan de goudstaaf. De legende gaat dat Archimedes met dit idee gebeurde toen hij in een bad met water sprong en golven van badwater naar de vloer liet stromen, waardoor hij naakt door de straten liep en Eureka schreeuwde! (Grieks voor "Ik vond het").

Helaas, maar misschien niet verrassend, wordt aangenomen dat zowel het eureka-moment van Archimedes als het hele idee dat hij de kroon in water onder water zet, het werk van fictie zijn, toegeschreven aan de beroemde Romeinse geleerde Vitruvius, een volledige 2 eeuwen nadat Archimedes stierf. Verder wordt aangenomen dat het simpelweg onderdompelen van de kroon in water niet genoeg nauwkeurige metingen zou hebben opgeleverd voor Archimedes om een ​​oordeel te vellen over het feit of de kroon al dan niet een beetje zilver bevatte (althans niet met de gereedschappen die hij beschikbaar had). Maar het is een geweldige anekdote voor leraren op de middelbare school om hun studenten te vertellen dat ik denk. (Een andere veelvoorkomend die door veel wiskundedocenten / hoogleraren wordt verteld, is dat de reden waarom er geen Nobelprijs voor de wiskunde is omdat een beroemde wiskundige het meisje van Alfred Nobel heeft gestolen. Helaas is dit ook helemaal niet waar. Zie: De reden dat er geen sprake is Nobelprijs voor wiskunde)

Hoe dan ook, ongeacht de waarheidsgetrouwheid van dergelijke verhalen, zou de naam van Archimedes uiteindelijk voor altijd in verband worden gebracht met het idee van dichtheid en drijfvermogen nadat hij het volgende schreef in zijn historische stuk, Op drijvende lichamen: "Als een vaste aansteker dan een vloeistof met geweld erin wordt ondergedompeld, zal de vaste stof naar boven worden gedreven door een kracht gelijk aan het verschil tussen zijn gewicht en het gewicht van de verdrongen vloeistof."

Tegenwoordig is dit idee natuurlijk bekend als het Principe van Archimedes.

Dus terug naar blikjes zwevende koolzuurhoudende dranken - we weten van dit alles dat een blikje Cola-cola drijft en een gewoon blikje cola zakt, ondanks dat het paar dezelfde hoeveelheid vloeistof bevat en in hetzelfde model van blik, de normale De gecombineerde ingrediënten van Coke moeten dichter zijn. En in feite heeft een blikje cola van 12 ons meer massa vanwege de 39 gram suiker die het bevat, in vergelijking met de 125 milligram zoetstof in een blikje Cola Light. Dit kleine verschil in dichtheid tussen beide blikken resulteert net zozeer in de totale massa van elk blikje dat aan weerszijden van de gemiddelde dichtheid van zuiver water valt (net iets minder dan 1 g / cc, enigszins variërend op basis van temperatuur, tot het maximale bereik dichtheid bij 4 graden Celsius of 39,2 graden Fahrenheit). Dit resulteert in een die kan zweven en de andere zinkende en wetenschappelijke leraren overal die een truc hebben om mee te gaan met hun vaak twijfelachtig accurate anekdotes. 😉

Bonus feiten:

  • Een van de meest voorkomende vroege toepassingen van Bayer-medicijn Heroïne (ja, de mensen van Aspirin) was om mensen te helpen die verslaafd waren aan morfine, hoewel heroïne uiteindelijk verslavend bleek te zijn. Humoristisch (of niet, afhankelijk van uw perspectief), toen morfine voor het eerst werd geïsoleerd uit opium in 1805, was een van de vroege toepassingen ervan als een "niet-verslavend" medicijn voor de behandeling van mensen die verslaafd waren aan opium. U kunt hier meer over lezen: wanneer Bayer heroïne op de markt brengt als een niet-verslavende hoestgeneeskunde
  • Een betere methode die Archimedes had kunnen gebruiken (waarvoor geen extreme precisie vereist was) om het vermeende kroonprobleem op te lossen, werd later door Galileo Galilei gesuggereerd, namelijk het droge gewicht vergelijken met het natte gewicht. Preciezer gezegd, balanceer eerst de kroon en de klomp goud op een schaal in lucht. Doe daarna hetzelfde, maar als u bent ondergedompeld in water. Als ze niet hetzelfde in evenwicht brengen, bevat de een iets dat de ander niet heeft.
  • Een andere veel voorkomende anekdote uit het klaslokaal in de klas is dat Newton een appel op zijn hoofd liet vallen, wat zijn zogenaamde "eureka" -moment inspireerde op hoe de zwaartekracht werkte. Verrassend genoeg heeft deze een zekere waarheid. Zie: Heeft Newton echt een appel op zijn hoofd laten vallen?

Laat Een Reactie Achter