Hjælp med fysik spørgsmål

Der skal være balance mellem opdriften og tyngden på (ballon + last + helium i ballonen).

Det har jeg gennemskuet, men tænker mere, hvilken formel jeg skal tage brug af? For når jeg kigger på opgaven tænker jeg optimering (matematik), men det tror jeg næppe det er - da det er fysik B spørgsmål.
Har du mulighed for, at give mig en kort gennemgang af hvordan jeg skal lave den? Kræfter i fysik er ikke lige min stærke side, desværre. 

Man skal kende densiteterne af helium og af atmosfærisk luft.

Opdriftens størrelse er tyngden af 500 m³ atmosfærisk luft.

Tyngdekraften findes ved at bestemme massen af ballon+last+ 500 m³ helium i ballonen og gange det med g.

Ved balance:

V_ballon·ρ_luft·g = (m_ballon + m_last + V_ballon·ρ_He)·g

Densiteten af helium = 0,1787 kg/m³ og atmosfærisk luft = 1,29 kg/m³

Så du siger, at der findes denne balance? :

F_op = F_tyn 

Forstår ikke hvordan jeg kan finde massen af ballonen + last + 500 m³ helium i ballonen. 

Er godt klar over, at F_tyn er givet ved m·g

Og du siger til sidst (ved balance) at jeg skal sætte F_tyn = F_op , men hvad så derfra? 

Har du mulighed for, at sætte nogle af tallene ind, for så forstår jeg lidt bedre. 



 

#4

I ligevægt gælder der så

m_ballon + m_last = Vballon·(ρ_luft-ρ_He) ,

og hvis der gælder

m_ballon + m_last < Vballon·(ρ_luft-ρ_He) ,

vil ballonen stige op.

Nu forstår jeg sammenhængen meget bedre, rigtig godt forklaret. Så vidt jeg har forstået skal massen af ballon + last + 500 m³ helium i ballonen findes først, hvor de ganges med tyngdeaccelerationen, g. Dernæst findes rumfanget af ballonen + densiteten af atmosfæris luft og ganges med tyngdeaccelerationen g. 
Hvis så massen af ballonen + last = Vballon · (p_luft - p_He) , så vil ballonen IKKE stige op, men hvis massen af ballonen + last < Vballon · (p_luft - p_He) så vil ballonen stige op. 

MEN: Er endnu i tvivl om hvordan jeg beregner de tre omtalte masser (ballon + last + 500 m³ helium i ballonen). 
Hvis du kan give mig den ledetråd, tror jeg godt jeg kan stå på egne ben fra nu :) 

#6

Se på opgavens spørgsmål:

Hvad må massen af ballon + last maksimalt være uden ballonen begynder at falde mod jorden?

For at undgå, at ballonen begynder at falde mod jorden, skal der gælde

        m_ballon + m_last < V_ballon·(ρ_luft-ρ_He) .

Udregn udtrykket på højre side af ulighedstegnet. Det er jo den maksimale grænse for massen af ballon+last.

m_ballon + m_last = 500 m³ · (1,29 kg/m³ - 0,1787 kg/m³) 

m_ballon + m_last = 555,65 kg

m_ballon + m_last < 555,65 kg

Vil det så sige, at den maksimale grænse for massen af ballon + last er 555,65 kg ?


 

#8

Det er masser, der beregnes; de måles ikke i m³ .

Det har jeg ændret, det var en lille hurtig fejl jeg fik overset. 

Men er resten ellers rigtigt, eller mangler jeg noget?

#11

Ja, nu er det korrekt i #8.