Si le poids est mesuré en M * g (masse x gravité), alors en quoi le « poids » dun ballon massif rempli dhélium est-il négatif? Supposons que vous ayez un ballon d’hélium de 63 000 m ^ 3. La masse de l’hélium est d’environ 11 000 kg! 11 000 kg * 9,81 est une quantité substantielle de «poids», mais le poids mesuré est négatif en raison du différentiel de densité avec le corps de fluide environnant (air). Quest-ce qui explique cela mathématiquement? Le terme «g» est-il négatif? Léquation de poids m * g nest-elle pas valide dans ce cas?
Commentaires
- Cest comme une bulle dair dans leau. La bulle monte très visiblement, mais leau descend.
- Calculez maintenant le poids de lair que les ballons dhélium déplacent.
Réponse
La plupart des objets ont des densités bien supérieures à celle de lair. Pour calculer le mouvement de ces objets dans lair, la force de flottabilité peut être négligée sans introduire derreurs substantielles. Si vous définissez le «poids» comme ce que lit une balance, ce nest techniquement pas exactement $ w = mg $ sauf si lobjet est dans un vide, mais plutôt $ w = mg- \ rho g V $ , où $ V $ est le volume de lobjet et $ \ rho $ est la densité du fluide environnant. Pour un ballon dhélium, ce deuxième terme (la force de flottabilité) nest pas seulement non négligeable, il est supérieur à la force de gravité. Donc $ w $ est négatif.
Commentaires
- pourquoi les gens condensent-ils la force de flottabilité à juste rho * g * V? Si la masse de lhélium est substantielle, quoique inférieure au deuxième terme flottant, ne ' t-il pas à apprendre le terme force de flottabilité par la masse de lhélium x gravité?
- La masse de lhélium plus la masse du ballon est de $ m $. La force gravitationnelle totale est de $ mg $. Négliger la flottabilité, ce serait le poids. La force de flottabilité est en fait le résultat dune pression atmosphérique plus élevée près du bas du ballon que près du sommet, mais elle est plus facilement calculée en utilisant le principe dArchimède ', qui dit quelle ' s égal au poids de lair déplacé. Est-ce que cela clarifie les choses?
- Cela aide, merci Ben51, vous avez en fait éliminé beaucoup de maux de tête pour notre entreprise haha
Réponse
le ballon dhélium subit une force en plus de celle de la pesanteur dont vous navez pas pris en compte: la force de flottabilité provoquée par son immersion dans un milieu plus dense quil ne lest.