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La spinta di Archimede deve  essere almeno uguale al peso dell’anfora in acqua.

F peso fuori dall’acqua = m * g = 95 * 9,8 = 931 N;
Spinta che l’anfora riceve per l’acqua che sposta con il suo volume senza pallone.
Volume in m^3 = 0,038 m^3;


F Archimede = d g V = 1030 * 9,8 * 0,038 = 384 N; (verso l’alto).
F risultante= 931 – 384 = 547 N ( Forza risultante in acqua, peso apparente dell’anfora).
Ci vuole una spinta verso l’alto di 547 N.
F spinta = d g (V pallone):
V pallone = 547 / (1030 * 9,8) = 0,054 m^3 ;
Volume pallone = 54 dm^3 (circa).

2) Un pallone sferico del diametro di 3 m è riempito di elio ( d= 0,00018 g/cm3 = 0,18 kg/m^3). Quanto vale la spinta di Archimede che riceve nell’aria ( d= 0,00129 g/cm^3 = 1,29 kg/m^3) ?

AIR - RADIORAMA: Pallone sonda - calcolo parametri di volo

Farchimede = (densità aria) * g * (Volumepallone)

Volume pallone = 4/3 * 3,14 * raggio^3 = 4/3 * 3,14 * 1,5^3 = 14,14 m^3

densità aria = 1,29 kg/m^3

F archimede = 1,29 * 9,8 * 14,14 = 178,7 N

La densità dell’elio non serve per la forza di Archimede. Serve se si vuole trovare la massa del pallone e il suo peso. Se pesa meno dell’aria spostata, il pallone salirà verso l’alto.

Se il pallone deve sollevare una massa di 10 kg (gomma dell’involucro e attrezzatura appesa), riuscirà a sollevarsi?
Massa Elio = d * volume = 0,18 * 14,4 = 2,59 kg;
Massa totale = 10 + 2,59 = 12,59 kg;

Fpeso = 12,59 * 9,8 = 123,4 N; (verso il basso)

F risultante = 178,7 – 123,4 = 55,3 N (verso l’alto).

3) Pressione in Newton/m^2.

In un laghetto circolare di 20 m di diametro si è formata una lastra di ghiaccio che riesce a reggere senza rompersi una massa del valore massimo di 205 kg distribuita su una superficie di 1 m^2. Hai una slitta di massa 110 kg.

1) Su quale superficie minima deve poggiare questa slitta per non rompere la lastra di ghiaccio?

2) Quanto vale la massa massima che si potrebbe distribuire in modo uniforme sull’intera superficie del laghetto senza rompere la lastra di ghiaccio?

Risultati: 0,54m^2;   6,4 * 10^4 kg

Pressione P = F / Area = 205 * 9,8 / 1 m^2 = 2009 Pa; pressione che può sostenere la lastra di ghiaccio.

  1. Area = F / P = 110 * 9,8 / 2009 = 0,54 m^2 (Superficie minima su cui deve poggiare la slitta).

2. raggio = diametro / 2 = 10 metri.

Area laghetto = 3,14 * r^2 = 3,14 * 10^2 = 314 m^2;

F peso massima = P * Area = 2009 * 314 = 6,31 * 10^5 N;

Massa = F / g = 6,31 * 10^5 / 9,8 = 6,4 * 10^4 kg; ( massa che può sostenere distribuita su tutta la superficie del laghetto).