Helium ballon

Floor stelde deze vraag op 11 mei 2010 om 17:59.

Voor een schoolproject ben ik aan het kijken hoeveel gewicht er aan een heliumballon van 75cm doorsnee gehangen kan worden, zodat ie toch nog opstijgt.

Ben zelf niet goed in natuurkunde dus hoop dat iemand dat voor mij kan uitrekenen.

Reacties

Melle op 11 mei 2010 om 18:46

Ik heb deze formule gevonden op internet:

 

is dat een juiste?

 

A 100-foot-diameter balloon can lift 33,000 pounds! Here is how you can figure out the lifting capacity of the helium in a spherical helium balloon:

 

Determine the volume of the balloon.
The volume of a sphere is 4/3 * pi * r3, where r is the radius of the balloon. So first determine the radius of the sphere (the radius is half the diameter). Cube the radius (multiply it by itself twice: r*r*r), multiply by 4/3 and then multiply by Pi. If you are measuring your balloon in feet, that gives you the volume of the balloon in cubic feet. One cubic foot of helium will lift about 28.2 grams, so multiply the volume of the balloon by 28.2. Divide by 448 -- the number of grams in a pound -- to determine the number of pounds it can lift. So, for example, a 20-foot balloon has a radius of 10 feet. 10* 10 * 10 * 3.14 * 4/3 = 4,186 cubic feet of volume. 4,186 cubic feet * 28.2 grams/cubic feet = 118,064 grams. 118,064 grams / 448 grams per pound = 263 pounds of lifting force.

 

Zou dus inhouden dat een 75 cm doorsnee ballon de volgende rekensom als gevolg heeft: (37,5 cm = 1,21 ft)

1,21 x 1,21 x 1,21 x 3,14 x 4/3 = 7,234 cubic feet inhoud.

7,234*28,2=204 gram liftvermogen.

Of is dit erg kort door de bocht?

 

Jan op 11 mei 2010 om 20:30

Dag Floor,

Netjes het stappenplan gevolgd, uitkomst onontkoombaar juist dus.

Een paar opmerkinkjes:

  1. Gebruik hier liever niet het woord "doorsnede". Je bedoelt de diameter. Doorsnede is de oppervlakte van het vlak dat je krijgt te zien als je je ruimefiguur doorsnijdt. 
  2. Dit sommetje geldt alleen bij standaarddruk op zeeniveau
  3. Wat je uitrekent hiermee is geen "payload". De massa van de ballon zelf moet dus ook nog van die 200 g af voordat je over "nuttige lading" kunt gaan spreken.
  4. Beetje lastig om dingen te gaan onthouden zoals dat het  liftvermogen van heliumgas bij standaarddruk in de aaardatmosfeer 28,2 g/cft is. Beter de inhoud berekenen in cm³ of m³, en dan de soortelijke massa van helium en buitenlucht op te zoeken in een tabellenboek, in standaardeenheden.

Een vergelijkbaar sommetje zou zijn: een bolvormig blok hout met een soortelijke massa 0,8 kg/dm³ en diameter van 75 cm  drijft in water. Hoeveel kg kun je op de bol bijladen zodat die nog juist drijft? Zie je het verband?   

Groet, Jan

Floor op 12 mei 2010 om 10:23

Beste Jan,

bedankt voor het commentaar. Gaat zo zeker lukken!

Floor op 12 mei 2010 om 10:25

sorry, ik kan niet mijn post aanpassen; maar zou waterstof ook een geschikt idee zijn als ik meer wil heffen (is een lichter gas dan helium) of is dat gevaarlijk met ontbrandingsgevaar enzo?

Jan op 12 mei 2010 om 17:46

Waterstofgas:

zoals je zegt 2 x "lichter" dan heliumgas. Maar kun je met ρ =m/V en de wet van archimedes beredeneren hoeveel procent meer "liftvermogen" dat zou opleveren?

Qua brandgevaar: google Hindenburg .........

Groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Roos heeft drie appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Roos nu over?

Antwoord: (vul een getal in)