Luchtballon
Ron Velderman stelde deze vraag op 11 september 2023 om 21:06.Een voorwerp geheel of gedeeltelijk ondergedompeld in een vloeistof ondervindt een opwaartse druk die gelijk is aan het gewicht van de verplaatste vloeistof
Als dat ook voor een luchtballon geldt voor de verplaatste lucht, ondervindt deze ballon dan ook in hogere ( ijlere) luchtlagen minder opwaartse druk aangezien ijlere lucht per m3 minder weegt?
Reacties
Jan van de Velde
op
11 september 2023 om 21:28
Dag Ron,
ja. Daarom zijn ballonnen die hoog moeten ook énorm van omvang. Want de massa van ballon en lading neemt niet af met de hoogte, het "laadvermogen"wel.
Heteluchtballonnen hebben typisch volumes van 3000 tot 10 000 m³ (2-15 passagiers)
Als de omgeving geen lucht was maar water kon je met die grootste ballon niet 15 mensen maar wel een halve stad aan mensen laden: 10 000 ton is een serieus zeeschip.
Groet, Jan
ja. Daarom zijn ballonnen die hoog moeten ook énorm van omvang. Want de massa van ballon en lading neemt niet af met de hoogte, het "laadvermogen"wel.
Heteluchtballonnen hebben typisch volumes van 3000 tot 10 000 m³ (2-15 passagiers)
Als de omgeving geen lucht was maar water kon je met die grootste ballon niet 15 mensen maar wel een halve stad aan mensen laden: 10 000 ton is een serieus zeeschip.
Groet, Jan
Jaap
op
11 september 2023 om 21:45
Dag Ron,
Ja, in beginsel ondervindt de ballon in hogere luchtlagen minder opwaartse kracht van de omringende lucht. Afhankelijk van de omstandigheden kan het ook anders uitpakken of kan de balans veranderen terwijl de ballon stijgt tot een zekere eindhoogte.
We zeggen liever: een voorwerp geheel of gedeeltelijk ondergedompeld in een vloeistof of gas ondervindt een opwaartse kracht die gelijk is aan de zwaartekracht op de verplaatste vloeistof respectievelijk het verplaatste gas.
Als een luchtballon opstijgt naar een hoogte van enkele kilometers, komt hij in lucht met een andere luchtdruk, temperatuur en luchtvochtigheid. Deze factoren beïnvloeden de dichtheid (density) van de lucht. Tot een hoogte van 10 km neemt de luchtdichtheid globaal gesproken af tot circa 35% van de dichtheid op zeeniveau, zie Wikipedia. Elke kubieke meter door de ballon verplaatse hoeveelheid lucht bevat dus minder massa aan lucht. Bovendien wordt de valversnelling wat kleiner. Te zamen leidt dit tot minder zwaartekracht op een kubieke meter verplaatste lucht en minder opwaartse kracht.
Bij sommige soorten ballonnen (meteorologie, astronomie, spionage) neemt het volume van de ballon echter toe door de daling van de atmosferische druk. Bij ballonnen die tot een hoogte van tientallen kilometers stijgen, wordt het volume een veelvoud van het volume aan de grond. De ballon verplaatst dan veel meer lucht, ten faveure van de opwaartse kracht.
Het volume van een gesloten ballon kan groter worden als men bij voorbeeld heliumgas toevoert. Gevolg: meer opwaartse kracht.
Een ballon die aan de onderzijde geopend is, kan gas verliezen en lichter worden. Gevolg: minder zwaartekracht op de ballon.
In de praktijk zal een ballon stijgen tot hij in een zodanige luchtlaag komt, dat de zwaartekracht op de ballon in evenwicht is met de opwaartse kracht.
Groet, Jaap
https://en.wikipedia.org/wiki/Density_of_air
Ja, in beginsel ondervindt de ballon in hogere luchtlagen minder opwaartse kracht van de omringende lucht. Afhankelijk van de omstandigheden kan het ook anders uitpakken of kan de balans veranderen terwijl de ballon stijgt tot een zekere eindhoogte.
We zeggen liever: een voorwerp geheel of gedeeltelijk ondergedompeld in een vloeistof of gas ondervindt een opwaartse kracht die gelijk is aan de zwaartekracht op de verplaatste vloeistof respectievelijk het verplaatste gas.
Als een luchtballon opstijgt naar een hoogte van enkele kilometers, komt hij in lucht met een andere luchtdruk, temperatuur en luchtvochtigheid. Deze factoren beïnvloeden de dichtheid (density) van de lucht. Tot een hoogte van 10 km neemt de luchtdichtheid globaal gesproken af tot circa 35% van de dichtheid op zeeniveau, zie Wikipedia. Elke kubieke meter door de ballon verplaatse hoeveelheid lucht bevat dus minder massa aan lucht. Bovendien wordt de valversnelling wat kleiner. Te zamen leidt dit tot minder zwaartekracht op een kubieke meter verplaatste lucht en minder opwaartse kracht.
Bij sommige soorten ballonnen (meteorologie, astronomie, spionage) neemt het volume van de ballon echter toe door de daling van de atmosferische druk. Bij ballonnen die tot een hoogte van tientallen kilometers stijgen, wordt het volume een veelvoud van het volume aan de grond. De ballon verplaatst dan veel meer lucht, ten faveure van de opwaartse kracht.
Het volume van een gesloten ballon kan groter worden als men bij voorbeeld heliumgas toevoert. Gevolg: meer opwaartse kracht.
Een ballon die aan de onderzijde geopend is, kan gas verliezen en lichter worden. Gevolg: minder zwaartekracht op de ballon.
In de praktijk zal een ballon stijgen tot hij in een zodanige luchtlaag komt, dat de zwaartekracht op de ballon in evenwicht is met de opwaartse kracht.
Groet, Jaap
https://en.wikipedia.org/wiki/Density_of_air
