Side 2 - Hjælp til 2 fysik opgaver!!

a. Beregn opdriften på ballonen, når densiteten af den varme luft i ballonen er 0,70 kg/m³. Densiteten af luften uden om ballonen er 1,15 kg/m³.

Opgaven må vel så være formuleret vildledende ( for mange oplysninger ved densitet for den varme luft ) ?

#14, m.fl.:

Archimedes' lov, siger, at når et legeme helt eller delvis nedsænkes i en væske, taber det lige så meget i vægt, som den fortrængte væskemængde vejer.

Dette kunne omformuleres til:

Når et legeme helt eller delvis nedsænkes i en gas, taber det lige så meget i vægt, som den fortrængte gasmængde vejer.  Du skriver da også i #14:

Antag for et øjeblik, at ballonen var lufttom og lavet af et tyndt, meget stift materiale. Opdriften på ballonen er stadig lig med tyngden af den fortrængte luftmængde.

Men en varmluftballon er netop ikke lufttom, der er lavet et kæmpehul i den, hvilket gør, at den kun fortrænger et luftvolumen svarende til voluminet af hylstret, i opgavens tilfælde måske 50 liter luft, og har derfor ikke en opdrift af betydning.

Nogen har været så snedige, at opvarme luften inde i ballonen, som ballonen ikke har kunnet fortrænge, hvorved luften inde i ballonen udvider sig, og ved denne udvidelse sker der så først her en fortrængning af betydning, idet lufttrykket inde i ballonen ≈ lufttrykket udenfor. Men denne fortrængning andrager jo ikke opgavens 450m³.

Hvor meget luftmasse, der fortrænges ved denne opvarmning, kan man så regne på ved at betragte forskellen i densitet i den kolde og varme luft.

Denne betragtning er ikke en omgåelse af Archimedes, der næppe havde varmluftballoner i fokus, da han formulerede sin lov, kun legemer med en lukket overflade.