Se il peso è misurato come M * g (massa x gravità), in che modo il “peso” di un enorme pallone riempito di elio è negativo? Supponiamo che tu abbia un palloncino di elio da 63.000 m ^ 3. La massa dellelio è di circa 11.000 kg! 11.000 kg * 9,81 è una quantità sostanziale di “peso”, ma il peso misurato è negativo a causa del differenziale di densità con il corpo di fluido circostante (aria). Che cosa spiega matematicamente questo? Il termine “g” è negativo? Lequazione del peso m * g non è valida in questo caso?
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- È come una bolla daria nellacqua. La bolla si alza in modo molto visibile, ma lacqua scende.
- Ora calcola il peso dellaria che i palloncini di elio stanno spostando.
Risposta
La maggior parte degli oggetti ha densità molto più grandi di quella dellaria. Per calcolare il moto di questi oggetti nellaria, la forza di galleggiamento può essere trascurata senza introdurre errori sostanziali. Se definisci “peso” come ciò che legge una bilancia, però, tecnicamente non è esattamente $ w = mg $ a meno che loggetto non si trovi in un vuoto, ma piuttosto $ w = mg- \ rho g V $ , dove $ V $ è il volume delloggetto e $ \ rho $ è la densità del fluido circostante. Per un pallone ad elio, questo secondo termine (la forza di galleggiamento) non solo non è trascurabile, ma è maggiore della forza di gravità. Quindi $ w $ è negativo.
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- perché le persone condensano la forza di galleggiamento solo in rho * g * V? Se la massa dellelio è sostanziale, anche se inferiore al secondo termine di galleggiamento, ' non devi imparare il termine di forza di galleggiamento dalla massa dellelio x gravità?
- La massa dellelio più la massa del pallone è $ m $. La forza gravitazionale totale è $ mg $. Trascurando la galleggiabilità, questo sarebbe il peso. La forza di galleggiamento è in realtà il risultato di una maggiore pressione dellaria vicino alla parte inferiore del pallone rispetto alla parte superiore, ma è più facilmente calcolabile utilizzando il principio ' di Archimede, che dice che ' è uguale al peso dellaria spostata. Questo lo rende più chiaro?
- Aiuta, grazie Ben51 hai effettivamente risolto un sacco di mal di testa per la nostra azienda haha
Risposta
il pallone ad elio sta subendo una forza in aggiunta a quella di gravità di cui non hai tenuto conto: la forza di galleggiamento causata dal suo essere immerso in un mezzo più denso di quello che è.