Quanto pesa un gallone d’oro?

Agosto 2000

La scienza è molto specifica e ha definizioni specifiche per la sua terminologia. Nel linguaggio laico di tutti i giorni le persone possono usare la parola peso e massa in modo intercambiabile, tuttavia nella scienza c’è una netta differenza. Le persone che usano il sistema metrico di solito parlano di massa, mentre le persone che usano il sistema di misurazione inglese di solito parlano di peso. Le due quantità massa e peso sono direttamente correlate ma non identiche. Qui sulla Terra il peso di un oggetto è uguale alla massa dell’oggetto volte l’accelerazione dovuta alla gravità terrestre, che è 9,8 m/s2 o 32 ft / s2.

Per rispondere alla domanda di questo mese, dobbiamo fare riferimento a una quantità chiamata densità. Possiamo usare la densità inglese (peso) o la densità metrica (massa) per rispondere alla domanda. La densità è una quantità che mette in relazione la quantità di materiale presente (massa o peso) con la quantità di spazio (volume) che occupa. (La densità ci dice quanta roba è imballata in quanto spazio.) Nel sistema inglese usiamo il peso del materiale, mentre nel sistema metrico viene utilizzata la massa del materiale. La relazione esatta è densità = massa o peso diviso per volume.

Diversi materiali hanno densità diverse. Ad esempio, la densità di massa dell’oro è 19,3 g/cc, il piombo è 11,4 g/cc, il rame è 9,0 g/cc, l’alluminio è 2,7 g/cc, l’acqua è 1,0 g/cc (1 g/cc = 1 grammo per centimetro cubo). Se vogliamo la densità in unità inglesi potremmo usare 11,1 oz / pollice cubico come densità dell’oro.

Un gallone contiene 3785 centimetri cubici o 231 pollici cubici. Poiché ogni cc ha una massa di 19,3 g, un gallone d’oro ha una massa di 73051 g (3785 cc x 19,3 g/cc). Una libbra contiene 454 g di massa quindi 73501 g diviso per 454 g / lb ci dà il peso in sterline, 160,9 sterline. Così un gallone d’oro pesa 160,9 libbre. Il vecchio cowboy che ha rapinato una diligenza non poteva semplicemente gettare una bisaccia d’oro sulla spalla e cavalcare verso il tramonto. L’oro è molto più pesante del piombo. È molto denso.

Un altro modo piuttosto semplice di pensare a questo è che se la densità dell’acqua è 1 g/cc allora la densità dell’oro è 19,3 volte maggiore dell’acqua. L’acqua pesa circa 8.3 libbre per gallone. Pertanto l’oro pesa 19,3 volte tanto o (19,3 x 8,3 libbre) circa 160 libbre per gallone.

Sebbene l’oro abbia una densità 19,3 volte maggiore dell’acqua ed sia una delle sostanze più dense sulla Terra, ci sono sostanze con densità molto più sorprendenti. Il nucleo del nostro Sole ha una densità calcolata 115 volte quella dell’acqua (quasi 6 volte più densa dell’oro) eppure non è un solido! Si pensa che le stelle di neutroni siano composte da un materiale così denso che un singolo cucchiaino peserebbe un miliardo di tonnellate se portato sulla Terra!

I calcoli d’oro di cui sopra hanno assunto che stiamo usando unità di misura quotidiane. Tecnicamente nel business ” oro “viene utilizzata una diversa unità di misura e una libbra” oro ” viene presa come 12 once. Questo dà origine al vecchio enigma – che pesa più un chilo d’oro o un chilo di piume? Poiché l’oro viene solitamente misurato nel sistema troy e pesa solo 12 once, la libbra di piume pesa di più.