Als het gewicht wordt gemeten als M * g (massa x zwaartekracht), hoe is dan het “gewicht” van een enorme met helium gevulde ballon negatief? Stel dat u een heliumballon van 63.000 m ^ 3 heeft. De massa van het helium is ongeveer 11.000 kg! 11.000 kg * 9,81 is een aanzienlijke hoeveelheid “gewicht”, maar het gemeten gewicht is negatief vanwege het dichtheidsverschil met de omringend vloeistoflichaam (lucht). Wat verklaart dit wiskundig? Is de term “g” negatief? Is de m * g-gewichtsvergelijking in dit geval niet geldig?
Opmerkingen
- Het is als een luchtbel in water. De bel gaat heel zichtbaar omhoog, maar het water gaat naar beneden.
- Bereken nu het gewicht van de lucht die de heliumballonnen verplaatsen.
Answer
De meeste objecten hebben een dichtheid die veel groter is dan die van lucht. Voor het berekenen van de beweging van deze objecten in de lucht, kan de drijfkracht worden verwaarloosd zonder substantiële fouten te introduceren. Als u echter gewicht definieert als wat een schaal aangeeft, is het technisch gezien niet precies $ w = mg $ tenzij het object zich in een vacuüm, maar $ w = mg- \ rho g V $ , waarbij $ V $ de volume van het object en $ \ rho $ is de dichtheid van de omringende vloeistof. Voor een heliumballon is deze tweede term (de drijfkracht) niet alleen niet te verwaarlozen, maar ook groter dan de zwaartekracht. Dus $ w $ is negatief.
Reacties
- waarom condenseren mensen de opwaartse kracht tot slechts rho * g * V? Als de massa van het helium aanzienlijk is, zij het minder dan de tweede drijvende term, zou je dan de term opdrijvende kracht moeten leren door de massa van het helium x de zwaartekracht?
- De massa van het helium plus de massa van de ballon is $ m $. De totale zwaartekracht is $ mg $. Drijfvermogen verwaarlozen, dat zou het gewicht zijn. De drijfkracht is eigenlijk het resultaat van een hogere luchtdruk nabij de onderkant van de ballon dan nabij de bovenkant, maar kan het gemakkelijkst worden berekend met behulp van het Archimedes-principe ', dat zegt dat het ' s gelijk aan het gewicht van de verplaatste lucht. Maakt dit het duidelijker?
- Het helpt, bedankt Ben51, je hebt echt veel hoofdpijn weggenomen voor ons bedrijf haha
Antwoord
de heliumballon ondergaat een kracht naast die van de zwaartekracht waarmee je geen rekening hebt gehouden: de opwaartse kracht die wordt veroorzaakt doordat hij wordt ondergedompeld in een medium dat dichter is dan het is.