Fysik

Kræfter på ballon

18. juni 2019 af KomNuBro - Niveau: B-niveau

Hejsa,

Jeg har brug for hjælp til en fysikopgave:

En gummiballon er pustet op med Helium til et rumfang på 28 liter. Den tomme gummiballon vejer 8,4 gram. Ballonen fast i en tynd snor.

a) Forklar, hvilke kræfter der virker på ballonen, og indtegn dem på en skitse.

b) Mængden af helium i ballonen har massen 5,6 g. Beregn densiteten af helium i ballonen i kg/m³.
Her er jeg kommet frem til en densitet på 0,2 kg/m³

Trykket i lokalet er 1,04 bar, og temperaturen er 22ºC.

c) Bestem størrelsen af opdriften på ballonen.

Snoren klippes nu over. Trykket i ballonen er 1,10 Bar

d) Beregn den resulterende kraft på ballonen og vurder, hvor meget den kan løfte.

HJÆÆLP!

Brugbart svar (2)

Svar #1
18. juni 2019 af mathon

$\small \begin{array}{llll} c)&\textup{opdrift:}&F_{op}=V\cdot \varrho _{luft}\cdot g\\\\ &&F_{op}=V\cdot \frac{p\cdot M_{luft}}{R\cdot T}\cdot g\\\\ &&F_{op}=\left ( 28\; L \right )\cdot \frac{\left ( 1.04\; bar \right )\cdot \left (0.0 289\; \frac{kg}{mol} \right )}{ \left ( 0.08314\; \frac{bar\cdot L}{mol\cdot K} \right )\cdot (273+22)\; K)}\cdot \left ( 9.82\; \frac{N}{kg} \right ) \end{array}$

Brugbart svar (1)

Svar #2
19. juni 2019 af mathon

$\small \begin{array}{llll} d)&F_{tyngdekraft}=m_{total}\cdot g\\\\ &F_{tyngdekraft}=\left (\left ( 0.028\; m^3 \right )\cdot \left ( 0.2\; \frac{kg}{m^3} \right )+\left (0.0084\; kg \right ) \right )\cdot \left ( 9.82\; \frac{N}{kg} \right )\\\\ &F_{res}=F_{op}-F_{tyngdekraft}\\\\ &m_{l\o ft}=\frac{F_{res}}{g} \end{array}$

Brugbart svar (1)

Svar #3
19. juni 2019 af mathon

færdiggørelse:

$\small \small \small \small \begin{array}{llll} d)&F_{tyngdekraft}=m_{total}\cdot g\\\\ &F_{tyngdekraft}=\left (\left ( 0.028\; m^3 \right )\cdot \left ( 0.2\; \frac{kg}{m^3} \right )+\left (0.0084\; kg \right ) \right )\cdot \left ( 9.82\; \frac{N}{kg} \right )\\\\ &\textbf{\textit{F}}_{res}\uparrow=\textbf{\textit{F}}_{op}\uparrow-\textbf{\textit{F}}_{tyngdekraft}\downarrow\\\\ &m_{l\o ft}=\frac{F_{op}}{g}-\frac{F_{tyngdekraft}}{g} \end{array}$

Svar #4
19. juni 2019 af KomNuBro

#1
$\small \begin{array}{llll} c)&\textup{opdrift:}&F_{op}=V\cdot \varrho _{luft}\cdot g\\\\ &&F_{op}=V\cdot \frac{p\cdot M_{luft}}{R\cdot T}\cdot g\\\\ &&F_{op}=\left ( 28\; L \right )\cdot \frac{\left ( 1.04\; bar \right )\cdot \left (0.0 289\; \frac{kg}{mol} \right )}{ \left ( 0.08314\; \frac{bar\cdot L}{mol\cdot K} \right )\cdot (273+22)\; K)}\cdot \left ( 9.82\; \frac{N}{kg} \right ) \end{array}$

Tak Mathon!

Har dog lige et spørgsmål vedr. den formel du bruger til opdrift i opgave c). Hvad betegner R og hvor kommer de 273 fra ved temperaturen (T)?.

Brugbart svar (1)

Svar #5
19. juni 2019 af mathon

$\small \begin{array}{llll} R&\textup{er den universelle gaskonstant}\\\\ 273&\textup{indg\aa r i den absolutte temperatur}&T=273+t \end{array}$

Svar #6
19. juni 2019 af KomNuBro

Hvor får du de 0,0084 kg fra i opgave d)?

Brugbart svar (1)

Svar #7
19. juni 2019 af mathon

Den tomme gummiballon vejer 8,4 gram = 0.0084 kg.

Svar #8
19. juni 2019 af KomNuBro

Ah selvfølgelig. Tak!

Svar #9
19. juni 2019 af KomNuBro

Vil det sige at kræfterne på ballonen kun er tyngdekraften og opdrift?

Brugbart svar (0)

Svar #10
19. juni 2019 af mathon

I opgaveteksten er intet nævnt om gnidningskraft, hvorfor der skal ses bort fra den.

Svar #11
19. juni 2019 af KomNuBro

Okay, så der er kun de to kræfter?

Svar #12
19. juni 2019 af KomNuBro

Har snorkraften ikke en effekt?

Skriv et svar til: Kræfter på ballon

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.