Qual e o peso maximo que um balao preenchido com 100 m3 de Helio pode levantar no ar?

Qual é o peso máximo que um balão preenchido com 1,00 m3 de Hélio pode levantar no ar? Suponha que a densidade do ar é de 1,20 kg/m3 e a de hélio é 0.177 kg/m3. Negligencie a massa do balão.

Resposta

Queremos que a soma das forças na vertical igual zero. Um diagrama de corpo livre irá mostrar:

FB = Fg

FB é a força de empuxo. É igual ao peso do ar deslocado. Este g (m_air). Não sabemos a massa de ar deslocada, mas podemos calcular como densidade vezes volume.

? é o símbolo que usamos geralmente para densidade, vamos citar a densidade do ar? 0 e a densidade do hélio? 1. Podemos chamar o volume V, porque o volume de ar deslocado é igual ao volume do balão.

? 0Vg =? 1Vg + mg isto diz que o peso do ar deslocado é igual ao peso do hélio, mais o peso do objeto que está levantando. Assim que o mg é o que estamos a resolver para.

mg =? 0Vg-? 1Vg = (1.20kg/m³)(1m³)(9.8m/s²)-(0.177kg/m³)(1m³)(9.8m/s²) = 10.0254N

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Comentários

Gonçalo na 3 Fev 2023

Para descobrir o peso máximo que um balão preenchido com 1,00 m3 de Hélio pode levantar, podemos utilizar a fórmula de empuxo: E = (V * (Pm - Pa)) * g, onde E é o empuxo, V é o volume do gás, Pm é a densidade do gás mais pesado (no caso, o hélio), Pa é a densidade do ar e g é a aceleração da gravidade. Portanto, E = (1,00 * (0.177 - 1.20)) * 9.81, resultando em um empuxo máximo de aproximadamente 10,23 N. Logo, o peso máximo que o balão pode levantar no ar é igual ao empuxo máximo, que é 10,23 N.

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