Wenn das Gewicht als M * g (Masse x Schwerkraft) gemessen wird, wie ist dann das „Gewicht“ eines mit massivem Helium gefüllten Ballons negativ? Nehmen wir an, Sie haben einen Heliumballon mit 63.000 m ^ 3. Die Masse des Heliums beträgt etwa 11.000 kg! 11.000 kg * 9,81 sind eine erhebliche Menge an „Gewicht“, aber das gemessene Gewicht ist aufgrund des Dichteunterschieds mit dem negativ umgebender Flüssigkeitskörper (Luft). Was erklärt dies mathematisch? Ist der Ausdruck „g“ negativ? Ist die Gewichtsgleichung m * g in diesem Fall nicht gültig?
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- Es ist wie eine Luftblase im Wasser. Die Blase steigt sehr sichtbar an, aber das Wasser sinkt.
- Berechnen Sie nun das Gewicht der Luft, die die Heliumballons verdrängen.
Antwort
Die meisten Objekte haben Dichten, die sehr viel größer sind als die von Luft. Zur Berechnung der Bewegung von Bei diesen Objekten in der Luft kann die Auftriebskraft vernachlässigt werden, ohne dass wesentliche Fehler auftreten. Wenn Sie „Gewicht“ als das definieren, was eine Waage liest, ist dies technisch nicht genau $ w = mg $ es sei denn, das Objekt befindet sich in ein Vakuum, sondern $ w = mg- \ rho g V $ , wobei $ V $ das ist Das Volumen des Objekts und $ \ rho $ ist die Dichte der umgebenden Flüssigkeit. Für einen Heliumballon ist dieser zweite Term (die Auftriebskraft) nicht nur nicht vernachlässigbar, sondern auch größer als die Schwerkraft. $ w $ ist also negativ.
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- Warum verdichten die Leute die Auftriebskraft auf nur Rho * g * V? Wenn die Masse des Heliums beträchtlich ist, wenn auch weniger als der zweite Auftriebsausdruck, müssten Sie dann den Auftriebskraftausdruck nicht durch die Masse des Heliums x Schwerkraft lernen?
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Antwort
Der Heliumballon erfährt zusätzlich zu der Schwerkraft eine Kraft, die Sie nicht berücksichtigt haben: die Auftriebskraft, die durch das Eintauchen in ein dichteres Medium verursacht wird als es ist.