Un pallone è gonfio di elio (ρHe = 0.14Kg/m3) fino a raggiungere un raggio di R = 20cm. Determinare a che altezza arriva in aria ρa = 1.22Kg/m3 se è legato ad una corda con densità lineare di ρ = 8 g/m.
Un pallone è gonfio di elio (ρHe = 0.14Kg/m3) fino a raggiungere un raggio di R = 20cm. Determinare a che altezza arriva in aria ρa = 1.22Kg/m3 se è legato ad una corda con densità lineare di ρ = 8 g/m.
Spinta di Archimede in aria = (densità aria) * g * Volume palloncino;
Volume = 4/3 pigreco r^3 = 4/3 * 3,14 * 0,20^3 = 0,0335 m^3;
F Archimede = 1,22 * 9,8 * (0,0335) = 0,40 N;
F peso palloncino = m * g = (d elio) * V * g ;
F peso palloncino = 0,14 * 0,0335 * 9,8 = 0,046 N;
F Archimede - F peso = 0,40 - 0,046 = 0,354 N verso l'alto (Forza risultante);
Può sollevare una lunghezza di corda L pari alla forza risultante:
F peso corda = 0,354 N;
densità lineare = 0,008 kg/m;
massa corda = 0,008 * L;
F peso corda = 0,008 * L * g;
0,008 * L * g = 0,354 N;
L = 0,354 /(9,8 * 0,008) = 4,51 m; (lunghezza della corda che il palloncino riesce a sollevare).
Sale fino a 4,51 m.
Ciao @federicachiarelotto
All'equilibrio la somma dei pesi del pallone
pHe * 4/3 pi R^3
e della corda p h
deve bilanciare la spinta di Archimede
pa V = pa 4/3 pi R^3
per cui p h = 4/3 pi R^3 (pa - pHe)
h = 4/3 * 3.1416 *0.2^3 / 0.008 *(1.22 - 0.14) m = 4.52 m
altezza h = 0,52360*0,4^3*(1,22-0,14)/0,008 = 4,52 m