[fysica] heliumballon

torenvalk

Klintersaas schreef:1) Een plastic ballon met een massa van 25,5 g wordt gevuld met heliumgas tot het volume 50 liter bedraagt. Aan de ballon hangt een touw. De massa van 1 meter touw bedraagt 15 g.

(dichtheid lucht: 1,29 kg/m³)

(dichtheid helium: 0,18 kg/m³)

Deze ballon stijgt op in de lucht tot er h meter touw van de grond opgetild is. h is:

2,5 m

2,0 m

1,5 m

1,0 m

Verborgen inhoud
Antwoord B.

Stel een vraag over deze oefening.

(Herkomst: simulatie-examen EMSA 2009)

Hoe begin je hieraan??

krymly

de balon word opgetild en neemt het tou mee, het volume van de balon is gegeven, je kan stellen dat als de dichtheid van de balon gelijk is aan die van lucht dat deze stopt met steigen. waarbij je het touw dat in de lucht hangt als echtra gewicht van de balon kan nemen.

Tommeke14

Welke kracht ontstaat door die 50 liter lucht?

wanneer ontstaat er een evenwicht in de krachten: wanneer is het gewicht van de ballon (+touw) gelijk aan de opwaartse kracht?

Voor dat gewicht kan je een functie opstellen in functie van de hoogte

torenvalk

Hoe bereken je die opwaartse kracht?

Jan van de Velde

zoekwoord archimedes. (zwerven hier een honderdtal topicjes over rond)

De opwaartse kracht is gelijk aan het gewicht van het verplaatste medium

torenvalk

de opwaartse kracht is dus rho*g*V=.18*9.81*50=88.29

dit kan in geen gevallen gelijk zijn aan de massa van de ballon+het touw...

Jan van de Velde

de opwaartse kracht is dus rho*g*V=.18*9.81*50=88.29

niet zomaar wat getallen in een formule flikkeren, hou je eenheden in de gaten.

die 0,18 staat in kg/m³ (op zich niks mis mee)

die 9,81 in m/s² (correct)

maar die 50 zijn liters, en die mag je niet rücksichtslos in één formule met kg/m³ plaatsen.

Dan nog, dan bereken je hiermee het gewicht (in newton) van de inhoud die ballon. Daardoor wordt de ballon naar beneden getrokken.

Het komt er nu ook op aan om het gewicht verplaatste lucht te berekenen. Het verschil geeft je opwaartse kracht, waarmee je de ballon (dwz het rubber) en het touw kunt optillen tegen de zwaartekracht in.

dit kan in geen gevallen gelijk zijn aan de massa van de ballon+het touw...

je berekening, mits correct, geeft een gewicht in N, en dat kun je sowieso niet (rechtstreeks) vergelijken met een massa (in kg) touw en ballon.

torenvalk

Dus:

Er is de neerwaartse kracht en opwaartse kracht.

-de neerwaartse bestaan uit: zwaartekracht op ballon (m.g)+ gas (rho (helium).v.g)+ touw (h.m.g)

-de opwaartse bestaat uit de stuwkracht van de lucht (rho (lucht).v.g)

Aangezien de ballon stil hangt compenseren de opwaartse en neerwaartse kracht elkaar:

(m.g)+ (rho (helium).v (helium).g)+ (h.m.g) = (rho (lucht).v (lucht).g)

h= (1,29*0,05-0,18*0,05-0,0255)/ 0,015 = 2,0 m

Maar het antwoord zou 1,0 m moeten zijn...?

Jan van de Velde

Maar het antwoord zou 1,0 m moeten zijn...?

Als je kijkt onder het knopje "verberg" van de opgave is het juiste antwoord wel degelijk B en dus jouw 2,0 m.

torenvalk

Dan heb ik de foute antwoorden meegekregen. Mijn excuses!

Ook enorm bedankt voor je hulp en geduld.

Nu maar hopen dat ik slaag voor het toelatingsexamen (mits nog wat studeerwerk zo blijkt...)

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[fysica] heliumballon

[fysica] heliumballon

Re: [fysica] heliumballon

Re: [fysica] heliumballon

Re: [fysica] heliumballon

Re: [fysica] heliumballon

Re: [fysica] heliumballon

Re: [fysica] heliumballon

Re: [fysica] heliumballon

Re: [fysica] heliumballon

Re: [fysica] heliumballon