Olimpiada Globo

[neometalero]

Es de la fase internacional, como véis más abajo del año 82, a ver qué os parece. Yo creo que es sencillito para ser Internacional.
Un globo de aire caliente de volumen VB = 1,1 m3 está abierto por su parte inferior. La masa de la envoltura es mH = 0,187 kg y el volumen de la misma se considera despreciable. La temperatura inicial del aire es t1 = 20ºC y la presión normal del aire exterior es po= 1,013.105 Pa. En estas condiciones la densidad del aire es [FONT=Symbol]r[/FONT]1 = 1,2 kg/m3.
a)¿A qué temperatura se debe calentar el aire del globo para conseguir que flote?
b) El globo se mantiene sujeto al suelo mediante una cuerda y se calienta el aire hasta una temperatura t3 = 110ºC ¿Cuál es la fuerza sobre la cuerda
c) Mantenemos el globo atado al suelo, con una temperatura del aire interior constante de t3 = 110ºC. Si el globo se eleva en una atmósfera isoterma de 20ºC con una presión en el suelo po= 1,013.105 Pa ¿Hasta qué altura puede elevarse?
d) A la altura h de la cuestión c), el globo es empujado y elevado una altura [FONT=Symbol]D[/FONT]h = 10 m y ahí se suelta ¿Qué tipo de movimiento tendrá?
13ª Olimpiada Internacional de Física. Rep.Federal Alemana 1982

[arivasm]

Re: Globo

He visto que este problema lleva ya tiempo sin resolver y por ello me he animado a aportar mi solución. Como es larga la adjunto en formato pdf.

Debo decir que, si no me equivoco, en el enunciado aparece una presión atmosférica que es 10 veces mayor que el valor estándar y que es, además, incompatible con la densidad que se da para el aire a 20 ºC (debería ser 10 veces menor, o ser una atmósfera compuesta principalmente por hidrógeno).

Asimismo, el apartado c) puede ser un poco confuso, pues la manera de elevar el globo condicionará el resultado, como trato de explicar en el documento.

Saludos y espero que alguien me confirme o desmienta lo que he escrito!

En cualquier caso, es un problema muy entretenido! Espero no haberme liado con su solución.

[Al2000]

Re: Globo

Disculpa, creo que lo que leiste como 1 013 105 Pa es en realidad $\notcien {1.013}{5}\,\mathrm{Pa}$, es decir, una atmósfera estandard. No tengo mas que decir de momento, no he terminado de leer el documento.

Saludos,

Al

[arivasm]

Re: Globo

Tienes razón. No había caído en lo del 10^5, pensé que era una forma de separar millones (,) y millares (.). La verdad es que me extrañaba tanta precisión! Y gracias por leer mi respuesta!