Hvis vægten måles som M * g (masse x tyngdekraften), hvordan er så “vægten” af en massiv heliumfyldt ballon negativ? Lad os sige, at du har en 63.000 m ^ 3 heliumballon. Massen af helium er omkring 11.000 kg! 11.000 kg * 9.81 er en betydelig mængde “vægt”, men den målte vægt er negativ på grund af densitetsforskellen med omkringliggende væskekrop (luft). Hvad tegner dette matematisk? Er “g” -begrebet negativt? Er vægt * ligningen m * g ikke gyldig i dette tilfælde?
Kommentarer
- Det er som en luftboble i vandet. Boblen stiger meget synligt, men vandet går ned.
- Beregn nu vægten af den luft, som heliumballonerne fortrænger.
Svar
De fleste objekter har massefylder, der er meget større end luftens. Til beregning af bevægelsen af disse objekter i luften kan opdriftskraften forsømmes uden at indføre væsentlige fejl. Hvis du definerer “vægt” som det, som en skala læser, er det teknisk set ikke ligefrem $ w = mg $ medmindre objektet er i et vakuum, men snarere $ w = mg- \ rho g V $ , hvor $ V $ er volumen af objektet og $ \ rho $ er densiteten af den omgivende væske. For en heliumballon er dette andet udtryk (opdriftskraften) ikke kun ubetydelig, det er større end tyngdekraften. Så $ w $ er negativt.
Kommentarer
- hvorfor kondenserer folk den flydende kraft til bare rho * g * V? Hvis massen af helium er væsentlig, omend mindre end det andet flydende udtryk, ville du ikke ' t skal du lære den flydende kraftudtryk med massen af helium x tyngdekraften?
- Heliumets masse plus ballonens masse er $ m $. Den samlede tyngdekraft er $ mg $. Forsømmelse af opdrift, det ville være vægten. Opdriftskraften er faktisk et resultat af højere lufttryk nær bunden af ballonen end nær toppen, men beregnes nemmest ved hjælp af Archimedes ' -princippet, der siger, at det ' er lig med vægten af den fortrængte luft. Gør det det tydeligere?
- Det hjælper, tak Ben51, du har faktisk ryddet meget hovedpine for vores firma haha
Svar
heliumballonen oplever en kraft ud over tyngdekraften, som du ikke har taget i betragtning: den kraftige kraft, der skyldes, at den nedsænkes i et medium, der er tættere end det er.