Opdrift vs. tyngdekraft

tyngdekraften der påvirker ballonen
                                                                  T = m·g
 

Når ballonen er pustet op til et volumen på 0,647m³, indeholder den luft under et vist tryk. Den mængde luft har en masse, som tyngdekraften også hiver i. Er den medregnet i ballonens masse?

Nej det er den ikke, for medregner jeg dennes masse som er

m_massen = ρ_{densiteten ved 73,4 grader} * V_{volumen af ballonen} giver det en masse på 659,94 gram ved en densitet på 1.02 kg/m^3. (Densiteten for den kolde luft skulle være 1,23 kg/m³ og ikke 1,02 som jeg skrev i første indlæg.

Når jeg ligger denne masse af luften til ballonens masse får jeg en samlet masse på 790,9 gram.

når jeg sætter den ind får jeg at tyngdekraften er 7,77 Newton og så kan ballonen kun løft 4,7 gram som ikke giver nogen mening npår vi praktisk fik den til at løft en total vægt på 172 gram.

#3

Hvordan er ballonens volumen bestemt?

Hvordan har I målt temperaturen inde i ballonen med den varme luft?

Er det en varmluftballon, der er åben for neden, så er trygget det samme inde i og udenfor ballonen

#5

Det må det næsten være.

Løfteevnen er så ballonens volumen ganget med forskellen i densiteten af kold og varm luft, og så fratrukket ballonens egen masse.

V_ballon·(ρ_kold - ρ_varm) = 0,647m³ ·(1,23 - 1,02)kg/m³ = 0,136kg

Dette er ballonens løfteevne, hvis ballonen selv var masseløs, og dette tal er jo mindre end eksperimentets resultat på 0,172kg. Med ballonens egenvægt på 0,131kg, er der kun plads til nogle få gram i løfteevne. Derfor spurgte jeg om, hvorledes ballonens volumen var fundet.

Hvis ballonen var sfærisk, svarer V = 0,647m³ til en kugleradius på r = 0,393m . Ballonen er sikkert ikke sfærisk, men det giver et overslag over dens lineære dimensioner .

Alternativt kan man beregne rumfanget af en ballon, der med den egenmasse giver en løfteevne på de observerede 0,172kg:

V = (0,172+0,131)kg/(0,21kg/m³) = 1,44m³ , altså mere end det dobbelte af det angivne volumen.

I glemmer at minus jeres opdriftkraft med pgV af omgivelserne.

Benyt evt Newtons anden lov og opstil et kraftudtryk:

m*a = F[opdrift] - m[varm luft]*g - m[af ballonen]*g

F = p * g * V

Udregn for varm og kold luft (husk Kelvin)
P[1] * V[1] / T[1] = P[2] * V[2] / T[2]
P[1] = p * R * T

#7

Nej, det er taget i betragtning.

#6

Jeg vil gerne have et svar fra annawkristensen, der har foretaget målingerne. Et gæt eller en formodning fra din side kan jeg ikke bruge til noget.

#9

Selvfølgelig, det er jo trådstarteren, der må være interesseret i at få det opklaret.

undskyld jeg ikke har svaret. opgaven skulle afleveres senere samme dag, og siden har jeg været på ferie. 

#4 Ballonens volumen er beregnet som volumen af en kuglekalot lag sammen med en keglestub.

#5 Temperaturen er målt ca i midten af ballonen.

#6 så det kan godt passe at den ikke teoretisk kan løfte meget mere end sin egen vægt? Da vi konstruerede ballonen og skulle lime den samme lagde vi lidt ekstra til, og dette kan muligvis have gjort ballonen en smule større end den vi har teoretisk beregnet.