1r ciclo Problema globo del helio

[Samuel18]

Buenas a todos, hace poco me pusieron éste ejercicio de fluidos y no tengo ni idea de como solucionarlo,alguien sería tan amable de decirme como resolverlo? Gracias de antemano.


Un globo de Helio puede levantar una carga de 750 N. La capa externa del globo tiene una massa de 1,5 Kg. Qual és el volumen del globo? Si el volumen del globo fuese el doble, qual sería la aceleración inicial del globo si transporta una carga de 900 N?

ρ helio=0,18 Kg m-3 , g ≈ 10 m s-2 , ρ aire=1,293 Kg m-3

[pod]

Re: Problema globo del helio

Supongo que sabrás calcular el empuje de Arquímedes: hazlo en función del volumen V (incógnita). Dicho empuje debe ser igual a: la masa de helio (su densidad por el volumen incógnita), más la carga que puede soportar (750N) más el peso de la capa externa del globo (1.5kg multiplicado por g).

En el segundo caso, haz las modificaciones en el volumen y en la carga que te piden hacer, y aplica la segunda ley de Newton para conocer la aceleración.

[Samuel18]

Re: Problema globo del helio

Entiendo gracias por la ayuda, calculando el empuje de arquímides me queda:
E=765.18-Volumen.

Hasta aquí bien, pero como obtengo el Volumen, que es mi incógnita?, siento si parece fácil pero es que se me dan fatal los fluidos. Muchas gracias de nuevo.

[pod]

Re: Problema globo del helio

Entiendo gracias por la ayuda, calculando el empuje de arquímides me queda:
E=765.18-Volumen.

Hasta aquí bien, pero como obtengo el Volumen, que es mi incógnita?, siento si parece fácil pero es que se me dan fatal los fluidos. Muchas gracias de nuevo.

No estoy muy seguro de como has calculado ese empuje. Debería ser el "peso del aire desalojado", es decir

$$E = \rho_\text{aire} g V\ ,$$

no se como consigues que haya una resta en vez de una multiplicación...

Una vez tienes eso, ya no es un problema de fluidos, sino uno de mecánica de Newton. Tienes una fuerza hacia arriba (empuje) y tres hacia abajo (peso helio, peso carga y peso globo); tienes que conseguir que todas esas fuerzas se compensen.

[Samuel18]

Re: Problema globo del helio

Muchas rgacias por la respuesta, por fin lo he entendido, me da un volumen de 61 L más o menos, de nuevo muchas gracias, ahora solo me uqeda preguntar, en la segunda parte del ejercicio, tengo que utilizar F=m*a la Fuerza ya me la dan, la aceleración es lo que tengo que calcular pero esa mas cual és, la suma de masa del helio+masa externa del globo? Muchas gracias de nuevo por las respuestas.

[aLFRe]

Re: Problema globo del helio

Muchas rgacias por la respuesta, por fin lo he entendido, me da un volumen de 61 L más o menos, de nuevo muchas gracias, ahora solo me uqeda preguntar, en la segunda parte del ejercicio, tengo que utilizar F=m*a la Fuerza ya me la dan, la aceleración es lo que tengo que calcular pero esa mas cual és, la suma de masa del helio+masa externa del globo? Muchas gracias de nuevo por las respuestas.

El volumen se duplica, llámale V' luego si la densidad del fluido es la misma,
el empuje se duplica.
El empuje debe de acelerar a las tres cosas...
la masa de helio del globo que puedes calcular como
$\rho_{He}V'$
y el nuevo peso 900 kg
lo que ya no sé es si habría que añadir la masa de la capa externa del globo,
puesto que no indica si va incluida en esos 900 kg.
Es confuso el enunciado
aunque yo diría que como habla de carga no incluye el peso de la capa externa.

En todo caso pon las dos opciones y explica el porqué de cada forma de resolverlo.

Saludos.

[Samuel18]

Re: Problema globo del helio

Una cosa 900 Kg? Me indican 900 N

[[Beto]]

Re: Problema globo del helio

Una cosa 900 Kg? Me indican 900 N

Eso solamente si consideras que la aceleración de la gravedad es $g=10m/s^2$.

[pod]

Re: Problema globo del helio

Una cosa 900 Kg? Me indican 900 N

Una simple errata de alfredito, no te preocupes.

Eso solamente si consideras que la aceleración de la gravedad es $g=10m/s^2$.

En ese caso serían 90kg, no 900

[Samuel18]

Re: Problema globo del helio

Supongo que sabrás calcular el empuje de Arquímedes: hazlo en función del volumen V (incógnita). Dicho empuje debe ser igual a: la masa de helio (su densidad por el volumen incógnita), más la carga que puede soportar (750N) más el peso de la capa externa del globo (1.5kg multiplicado por g).

En el segundo caso, haz las modificaciones en el volumen y en la carga que te piden hacer, y aplica la segunda ley de Newton para conocer la aceleración.

Ahora que lo veo no sería densidad por el volumen incóginta por la gravedad ya que es el peso?? Gracias.

[pod]

Re: Problema globo del helio

Ahora que lo veo no sería densidad por el volumen incóginta por la gravedad ya que es el peso?? Gracias.

Claro, el peso de la fracción de fluido que el volumen está desplazando.