Lot balonem
Przypuśćmy, że na pewnej planecie Jak zmieni się w takim razie siła wyporu działająca na opadający w atmosferze tej planety balon o stałej objętości?
rośnie maleje nie zmienia się nie istnieje (jest równa zero) nie wiem, wyświetl podpowiedź |
Rozwiązanie
Zależność ciśnienia atmosferycznego wyrażonego w hPa od wysokości podanej w kilometrach
|
Podobnie na Ziemi jest w cieczach. Im głębiej to ciśnienie jest większe i dlatego siła wyporu w cieczach nie zależy od głębokości zanurzenia.
W powietrzu ciśnienie wraz z wysokością maleje ponieważ na cząsteczki powietrza działają siły grawitacji przyciągające cząsteczki do powierzchni Ziemi. Aby opisać matematycznie zachowanie się gazu przy powierzchni ziemi należy uwzględnić wzajemne oddziaływanie cząsteczek (zderzenia sprężyste) i oddziaływanie grawitacyjne Ziemi na cząsteczki powietrza. Ilość cząsteczek w zależności od wysokości, a więc i wielkość ciśnienia podaje wzór Bernoulie'go (wzór barometryczny). Jest to funkcja nieliniowa (patrz wykres). Czym wyżej to ciśnienie wolniej maleje. W miarę wzrostu wysokości różnica ciśnień jest mniejsza i siła wyporu w powietrzu maleje. Dlatego balonem nie można się wznieść na dowolną wysokość.
Pytanie widać jest bardzo naciągane (chyba wymyślił je fizyk teoretyk), albo dotyczy małych wysokości bo wtedy można przyjmować, że ciśnienie spada liniowo (na małym odcinku krzywę w przybliżeniu można traktować jako prostą). Dla wysokości niezbyt odbiegających od poziomu morza, przy wzroście wysokości o 100 metrów ciśnienie spada około 12 hPa.
powrót do pytań |