Jäikö komea saaliskalasi harmittavan täpärästi tärkeän painorajan huonommalle puolelle? Tässä sinulle ilouutinen, sillä kalasi on todellisuudessa hieman painavampi kuin tarkinkaan vaaka näyttää!

Muistellaanpa hieman kouluaikojen unettavia fysiikan tunteja. Opettajasi saatoi kertoa tarinan Arkhimedeesta, joka ryntäili alastomana pitkin Syrakuusan katuja ja hihkui: ”Heureka! Heureka!”. Viisas hovimatemaatikko oli keksinyt nosteen lain.

Arhimedeen lain mukaan nesteeseen upotettuun kappaleeseen vaikuttaa noste, joka on yhtä suuri kuin kappaleen syrjäyttämän nestemäärän paino. Tuttu ilmiö kaikille, jotka ovat nostaneet järven pohjasta kiviä tai hakoja. Vettynyt uppotukki saattaa nousta pohjasta vedenrajaan melko helpostikin, mutta kuorman nostaminen pinnan yläpuolelle voi olla aivan liikaa yhdelle miehelle.

Mitä tämä kaikki vaikuttaa kalan punnitsemiseen? Sitä, että noste vaikuttaa myös kaasuissa. Näin ollen ilmassa olevaan kappaleeseen vaikuttaa noste, joka on yhtä suuri kuin kappaleen syrjäyttämän ilmamäärän paino. Noste ei ole suuren suurin, mutta joskus sillä voi olla merkitystä, jos se otettaisiin huomioon.

Ennätyshaukeni

Vaaka näytti hauen painoksi 13,76 kg. Jos painoon lisättäisiin ilman aiheuttama noste, olisi paino todellisuudessa 13,78 kg!

Ihmettelet kenties, miksi leukapihdit on kiinni kalan ylä- eikä alaleuassa? Syynä on yksinkertaisesti se, että pihdit eivät millään pitäneet hauen alaleuassa!

Nostimessa olevan vaa’an asteikko ei riittänyt, joten jouduimme käyttämään suurempaa vaakaa.

Otetaan esimerkiksi maailman harvinaisin kala eli 9,99-kiloiseksi punnittu hauki. Niitä on jostain syytä tilastojen mukaan todella paljon vähemmän kuin 10,0-kiloisia.

Koska hauen tiheys on hyvin lähellä veden tiheyttä eli noin 1,0 kg/dm3, on 9,99-kiloisen hauen tilavuus noin 9,99 dm3. Hauki syrjäyttää siis saman tilavuuden verran ilmaa. Ja koska ilman tiheys normaaliolosuhteissa on 1,29 g/dm3, on hauen syrjäyttämän ilman paino 9,99 x 1,29 g = 12,8871 g eli likimäärin 13 grammaa.

Vaa’an näyttäämään 9,99 kg painoon voi lisätä 13 g, jolloin painoksi tuleekin 10,003 g. Kymmenen gramman tarkkuudella ilmoitettuna kalan paino onkin todellisuudessa 10,00 kg!

Tästäköhän johtuu, että 9,99 kg painavia kaloja ei ole olemassa?

Jos haluat tietää minkä tahansa kokoisen saaliskalasi ”tarkistetun” painon, voit kertoa vaa’an näyttämän lukeman luvulla 1,00129.

Jos oikein tarkoiksi heittädytään, niin ilman tiheys (ja kalan paino) kasvaa, jos ilmapaine nousee ja lämpötila laskee. Nämä muutokset eivät tietenkään vaikuta kalan todelliseen massaan, mutta ne olisi otettava huomioon tarkassa pinnituksessa.

Edelleen pitäisi huomioida, että tavanomaisten vaakojen lukemiin vaikuttaa myös punnituspaikkakunta, koska painovoima vaihtelee maapallolla. Gravitaatio on suurin navoilla ja pienin päiväntasaajalla.

Nosteen ja gravitaation vaikutukset voisi eliminoida käyttämällä orsivaakaa, jonka punnukset ovat tilavuudeltaan yhtä suuria kuin punnittava kappale.

Tavanomaisten vaakojen käyttäjien kannattaa käväistä punnitsemassa ennätyskalansa pohjoisnavalla, jossa painovoima on noin tuhannesosan suurempi kuin Etelä-Suomessa merenpinnan tasalla. Vaaka näyttää siellä 10,00 kg kalan painoksi 10,01 kg. Kun lisäksi huomioidaan ilman aiheuttama noste, kalan painoksi saadaankin jo 10,02 kg!

…..

VAROITUS! Lisää fysiikkaa:

Todellisuudessa punnittavan kappaleen massa on sama punnituspaikasta riippumatta, ja vain siihen vaikuttava painovoima muuttuu. Massaltaan 10,0 kg hauen paino on Etelä-Suomessa noin 98,1 N (newtonia) ja pohjoisnavalla noin 98,2 N.

Tavanomaiset vaa’at mittaavat itse asiassa kappaleen painovoimaa eivätkä massaa. Niihin on vain merkitty massa-asteikko siinä luulossa, että punnitus tapahtuu Maapallolla. Kuun heikommassa painovoimassa vaaka antaisikin kymppihaukemme painoksi vain 1,7 kg, vaikka kalan oikea massa olisi yhä samat 10 kg kuin Maassakin.

Orsivaaka näyttää Kuussakin oikein, sillä se vertailee massoja toisiinsa. Kuussa ei ole myöskään kaasukehän aiheuttamaa nostetta, joten tarkimmin ennätyskalansa saa punnittua orsivaa’alla Kuussa!