Pokud se hmotnost měří jako M * g (hmotnost x gravitace), jak je tedy „váha“ masivního balónu naplněného heliem negativní? Řekněme, že máte heliový balón 63 000 m ^ 3. Hmotnost helia je kolem 11 000 kg! 11 000 kg * 9,81 je podstatné množství „hmotnosti“, ale naměřená hmotnost je záporná kvůli rozdílu hustoty s okolní těleso tekutiny (vzduchu). Co to matematicky odpovídá? Je výraz „g“ záporný? Není v tomto případě platná rovnice hmotnosti m * g platná?
Komentáře
- Je to jako bublina vzduchu ve vodě. Bublina stoupá velmi viditelně, ale voda klesá.
- Nyní vypočítejte hmotnost vzduchu, který se hélium balónky přemisťují.
Odpověď
Většina objektů má hustotu, která je mnohem větší než hustota vzduchu. Pro výpočet pohybu tyto objekty ve vzduchu lze vztlakovou sílu zanedbat bez zavedení podstatných chyb. Pokud definujete „váhu“ jako to, co čte stupnice, není to technicky přesně $ w = mg $ , pokud se objekt nenachází vakuum, ale spíše $ w = mg- \ rho g V $ , kde $ V $ je objem objektu a $ \ rho $ je hustota okolní tekutiny. Pro heliový balón není tento druhý člen (vztlaková síla) nejen zanedbatelný, je také větší než gravitační síla. $ w $ je tedy záporné.
Komentáře
- proč lidé kondenzují vztlakovou sílu na rho * g * V? Pokud je hmotnost helia značná, i když menší než druhý vznášející se člen, nemuselo by se ' naučit vztlak vztlakové síly o hmotnost helia x gravitace?
- Hmotnost helia plus hmotnost balónu je $ m $. Celková gravitační síla je $ mg $. Zanedbáním vztlaku by to byla váha. Vztlaková síla je ve skutečnosti výsledkem vyššího tlaku vzduchu v blízkosti dna balónu než v horní části, ale nejsnadněji se vypočítá pomocí principu Archimedes ', který říká, že ' s se rovná hmotnosti vytlačeného vzduchu. Je to jasnější?
- Pomáhá to, děkuji, Ben51, že jste skutečně vyčistili spoustu bolesti hlavy pro naši společnost haha
Odpověď
heliový balón zažívá kromě gravitační síly i sílu, kterou jste nezohlednili: vztlaková síla způsobená jeho ponořením do média, které je hustší než to je.