Processing Math: 82%

FörberedandeFysik

Ideala gaslagen används.

pV=nRT

där
p är trycket i Pa
V är volymen i m3
n är antal kmol
R är allmänna gaskonstanten 8314J(kmolK)
T är absoluta temperaturen i K

och

n=mM

det vill säga

pV=(mM)RT

vilket kan skrivas som

m=RTpVM

m=8314(JKkmol)293K100103(Pa)1010−3(m3)4(kgkmol)=000164kg

m är heliumets massa
M är heliums molekylvikt
M för helium är 4kgkmol
T för 20C är 293K
p är 100103Pa
V är 1010−3m3 (10 liter)

=mluftV
mluft=V
mluft=119·10·10−3=00119kg
luft=11910−4V är 1010−3m3 (\displaystyle 10 liter)

Ballongen väger \displaystyle 2,4 \,\mathrm g vilket tillsammans med helium blir blir \displaystyle 4,04 \,\mathrm g. Tyngden för ballongen är \displaystyle m\cdot g=0,040 \,\mathrm N. Den undanträngda luftmassan är \displaystyle 11,9 \,\mathrm g ger lyftkraften \displaystyle m_{\mathrm{luft}}\cdot g=0,117 \,\mathrm N

Lyftkraften minus ballongens tyngd ger den resulterande kraften.

\displaystyle F=m_{\mathrm{luft}}\cdot g-m\cdot g = 0,117-0,040=0,077 \,\mathrm N