Ha a súlyt M * g-ként (tömeg x gravitáció) mérjük, akkor egy masszív héliummal töltött ballon “súlya” hogyan negatív? Tegyük fel, hogy van egy 63 000 m ^ 3 hélium ballonod. A hélium tömege körülbelül 11 000 kg! 11 000 kg * 9,81 jelentős mennyiségű “tömeg”, de a mért súly negatív a sűrűségkülönbség miatt a környező folyadéktest (levegő). Mi okozza ezt matematikailag? A “g” kifejezés negatív? Az m * g tömegegyenlet nem érvényes ebben az esetben?
Megjegyzések
- Olyan, mint egy buborék a vízben. A buborék nagyon jól láthatóan emelkedik, de a víz lefelé.
- Most számolja ki a héliumgömbök által kiszorított levegő súlyát.
Válasz
A legtöbb objektum sűrűsége sokkal nagyobb, mint a levegőé. ezek a tárgyak a levegőben, a felhajtóerő elhanyagolható anélkül, hogy lényeges hibákat vinnénk be. Ha azonban a „súlyt” úgy definiáljuk, mint amit egy skála olvas, az technikailag nem pontosan $ w = mg $ hacsak nincs benne az objektum vákuum, inkább $ w = mg- \ rho g V $ , ahol $ V $ az objektum térfogata és a $ \ rho $ a környező folyadék sűrűsége. A héliumgömb számára ez a második kifejezés (a felhajtóerő) nem csak elhanyagolható, hanem nagyobb, mint a gravitációs erő. Tehát a $ w $ negatív.
megjegyzések
- miért sűrítik az emberek a lendületes erőt, hogy csak rho * g * V? Ha a hélium tömege jelentős, bár kisebb, mint a második felhajtó tag, nem lenne ' t, akkor a felhajtó erőtagot meg kell tanulnunk a hélium x gravitáció tömegével?
- A hélium és a léggömb tömege $ m $. A teljes gravitációs erő $ mg $. A felhajtó képesség elhanyagolása ez lenne a súly. A felhajtóerő tulajdonképpen a léggömb alja közelében lévő nagyobb légnyomásnak köszönhető, mint a tetejének közelében, de a legkönnyebben Archimedes ' elv alkalmazásával számítható ki, amely szerint ' s megegyezik a kiszorított levegő súlyával. Ez világosabbá teszi?
- Segít, köszönöm Ben51, hogy valóban sok fejfájást takarítottál meg cégünk számára haha
Válasz
a héliumgömb a gravitációs erő mellett olyan erőt is tapasztal, amelyet nem vettél figyelembe: a felhajtó erőt, amelyet a sűrűbb közegbe merítés okozta mint amilyen.