Hallo Experten,
seit einer Weile spuckt mir eine Frage durch den Kopf und ich hoffe hier darauf eine Antwort finden zu können.
Ein mit Helium gefüllter Wetterballon bestehend aus einer Latexhülle, kann bis zu 30 000 Meter hoch steigen, bevor er auf Grund des niedrigen Luftdrucks sich so sehr ausgedehnt, dass er zerplatzt.
Wie würde sich ein „Ballon“ verhalten, dessen Hülle nicht dehnbar ist wie zB Plastik oder ähnliches?
Gruß Mark
Wie würde sich ein „Ballon“ verhalten, dessen Hülle nicht
dehnbar ist wie zB Plastik oder ähnliches?
Hi, Cap,
der Ballon würde bis zu einer (durch sein Volumen und seine Masse) bestimmten Höhe aufsteigen.
Dass der Latexballon weiter steigt, ist in der Zunahme des Volumens bei gleichbleibender Masse begründet.
Gruß
Eckard
Danke Eckard, sowas in der Richtung habe ich mir schon gedacht.
Hast Du, oder jemand anders eine Formel zur Hand, wie man das berechnen kann?
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Hallo,
ich weiss nicht, wieso hier jemand von Latexballon redet - die üblichen Wetterballone haben keine elastische Hülle, sie sind bloss einfach nicht voll. Das hat zur Konsequenz, dass keine Kraft auf die Füllung ausgeübt wird und innen wie aussen der gleiche Druck herrscht.
Der Auftrieb ist ja das Gewicht der verdrängten Luft minus das Gewicht des Füllgases, das VERHÄLTNIS der Dichten zueinander bleibt aber bei gleichem Druck gleich. Allerdings ändert sich der Auftrieb mit der absoluten Dichte, also mit der Höhe: in der Höhe, in der die Dichte der Luft auf die Hälfte gesunken ist, gilt das auch für das Füllgas, das wiegt auch hier halb soviel wie die verdrängte Luft. Beide sind aber nur noch halb so dicht wie am Boden, daher hat sich der ABSOLUTE Auftrieb ebenfalls halbiert.
Bei einem starren Ballon mit einem Füllgas mit der halben Dichte von Luft wäre hier schon Ende der Fahnenstange: da sich die Füllung nicht mit ausdehnt, wäre sie schon gleich schwer wie die verdrängte Luft und der Auftrieb futsch.
Eine Latexhülle läge dazwischen, je nachdem wie die elastische Kraft auf die Füllung deren Dichte erhöht. Ich habe aber noch nie so einen Wetterballon gesehen.
Gruss Reinhard
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moment
Hallo,
Der Auftrieb ist ja das Gewicht der verdrängten Luft minus das
Gewicht des Füllgases, das VERHÄLTNIS der Dichten zueinander
bleibt aber bei gleichem Druck gleich. Allerdings ändert sich
der Auftrieb mit der absoluten Dichte, also mit der Höhe: in
der Höhe, in der die Dichte der Luft auf die Hälfte gesunken
ist, gilt das auch für das Füllgas, das wiegt auch hier halb
soviel wie die verdrängte Luft. Beide sind aber nur noch halb
so dicht wie am Boden, daher hat sich der ABSOLUTE Auftrieb
ebenfalls halbiert.
Ich weiß nicht ob es einen Begriff „Absoluten“ Auftrieb gibt?!
Heißt das Auftrieb pro Kubikmeter oder wie? Dann würd ich das ausm Bauch raus eher relativen Auftrieb nennen.
Naja du sagst richtig, dass die verdrängte Luft dort oben immernoch doppelt soviel wiegt, wie die im Ballon enthaltene.
(solange der Ballon sich frei entfalten kann).
ABER
Schauen wir uns die Formel für die Auftriebskraft an:
F=Rho*V(verdrängt)*g mit Rho=m/V(verdrängt) gibt F=m(verdrängt)*g
Da die im Ballon enthaltene Luftmasse gleichbleibt, muss auch die verdrängte Luftmasse gleichbleiben
Die Auftriebskraft ist also genau gleich wie am Boden!
F=Rho*V(verdrängt)*g mit Rho=m/V(verdrängt) gibt
F=m(verdrängt)*g
Da die im Ballon enthaltene Luftmasse gleichbleibt, muss
auch die verdrängte Luftmasse gleichbleibenDie Auftriebskraft ist also genau gleich wie am Boden!
Hallo,
da könntest du recht haben - ich habe nicht berücksichtigt, dass der Ballon in dieser Höhe ja das doppelte Volumen einnimmt. Er verdrängt also doppelt so viel von der halb so dichten Luft, und die Masse des Inhalts kann sich sowieso nicht ändern.
Also drum fliegen die Dinger so hoch.
Gruss Reinhard