Hva er Oppdrift og hvordan virker det forholder seg til Balloons?

Oppdrift er tendensen av objekter til å flyte i fluider. Dette skjer hvis objektet er mindre tett enn sitt væske omgivelser. Væsken veier mer per volum, og prøver å falle under den lettere objekt, og tvinger den opp, eller buoying det. Objektet vil fortsette å stige inntil det omgivende fluid er mindre tett enn objektet. I tilfelle av en væske, holder objektet eren inntil tilstrekkelig av den er over den overflate som den fortrenger bare sin egen vekt i væske.

En leksjon Fra Archimedes

Arkimedes, den gamle greske vitenskapsmann, måtte løse et problem for kong Hiero av Syracuse, for å bestemme renheten av en gull krone. Han visste ikke om tetthet, men tenkte at volumet forskyvning av gull av samme vekt som kronen skal også være den samme. Det var ikke, og de konkluderte med at kronen var ikke ren, uten å ødelegge det for å finne ut.

Arkimedes og Oppdrift

Minst, er at historien fortalt av den romerske Vitruvius over et århundre etterpå. Det ville være vanskelig å måle forskjeller ved vann fortrengning, imidlertid, og Archimedes visste om oppdrift. Så det er mer sannsynlig at han løste problemet istedenfor å bruke denne kunnskapen.

Han visste at den oppadrettede oppdriftskraft på et objekt i vann er lik vekten av det fortrengte vannet. Dette er kjent som Arkimedes 'prinsipp. I kronen affære, kunne det ha blitt brukt som følger: Hang kronen på den ene siden av en bjelke; Henge en lik masse av rent gull på den andre siden, slik at strålen balanserer; Senk begge. Hvis de fortrenger det samme volum, vil de balanserer under vann i tillegg. Hvis kronen er større, på grunn av lettere metaller, vil volumet være større og oppdriften vil være større, slik at vann å tvinge kronen høyere enn de rene gull stykker.

Isfjell og global oppvarming

Hvis oppdrift er slik at en flytende gjenstand fortrenger et volum vann lik sin egen masse, hvorfor bekymre seg for isfjell som smelter fra global oppvarming og bidrar til havnivået stiger? Sanne, isfjell vil smelte inn i volumet av vannet de fortrenger, og derfor vil ikke heve vannstanden; har imidlertid bekymringen ikke vært med smelte isfjell, men i stedet med smeltende isbreer. De er på land, og derfor ikke smelte inn et volum allerede fortrengt, men i stedet bidra til havnivå når de faller eller smelte i havet.

Bruk av Helium i Balloons

Som objekter kan bøye i vannet, så kan de flyte i luften. Hvis du vil at ballongen til å flyte, sannsynlig at du vil fylle den med helium. Hvorfor? På grunn av at luften rundt boblen må noe mindre tett for å bøye den opp, og helium har lavere tetthet enn luft, som er hovedsakelig laget av de tyngre gasser som oksygen og nitrogen.

En ballong som ikke strekker seg, slik som Mylar, vil ikke komprimere helium, som ville øke dens tetthet og mengden av helium som trengs for å fylle ballongen. Mylar ballonger er derfor mer spenstig enn elastiske ballonger med samme masse og volum. Hvis helium er tilstrekkelig komprimert, kan det være tettere enn den omgivende luft og ballongen vil synke. Ordinære ballonger tendens til å dukke før dette nivået av komprimering er nådd skjønt.

Ballonger som ikke Float

Hvis du fyller en ballong ved å blåse inn i det, vil det ikke flyte. Hvorfor? Tross alt, er luft i ballongen, og luften er ute og luft sikkert flyter i luften. Er det vekten av ballongen gummi? Delvis, men det er også den høye tettheten av luften inne i å bli komprimert av det elastiske ballong materiale, som forsøker å trekke seg sammen til sin normale størrelse.

At luften i ballonger betydelig legger til ballongen vekt kan påvises som følger: Hang to luftfylte ballonger med lik størrelse på endene av en linjal; Heng linjal fra en støtte ovenfor, plassere den bærende strengen på et sted på linjalen slik at to ballonger balanse og hersker er mer eller mindre horisontal; Så stikk et lite hull i en ballong med en nål. Når luften lekker ut, vil den andre ballongen synker, ettersom det ikke lenger har til å balansere vekten av komprimert luft inne i den andre ballongen.