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Wetterballon mit Helium
 
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Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 09. Jul 2011 16:45    Titel: Wetterballon mit Helium Antworten mit Zitat

Hallo.

Mit welcher Anfangsbeschleunigung steigt ein mit Helium gefüllter Wetterballon, dessen Masse insgesamt 15 kg und dessen Radius 2,5m beträgt?

Die Formel für die Antriebsbeschleunigung:

Die Dichten von Luft und Helium sind bekannt. Muss ich jetzt den Unterschied der Dichten nehmen und damit rechnen oder soll ich nur mit der Dichte von Helium rechnen?
Wenn ich mit der Differenz rechne erhalte ich eine Antriebsbeschleunigung von 43,90 m/s². Es wird angenommen, dass sich die Dichte der Luft bzw der Druck mit der Höhe nicht ändert und man lässt den Ballon auf Meereshöhe los.
Wenn ich nur mit der Dichte von Helium rechne kommt eine Beschleunigung von 7,64 m/s² raus was wie ich finde realistischer erscheint.

mfg
Chillosaurus



Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440

Beitrag Chillosaurus Verfasst am: 09. Jul 2011 18:08    Titel: Re: Wetterballon mit Helium Antworten mit Zitat

Rafael91 hat Folgendes geschrieben:
[...] Muss ich jetzt den Unterschied der Dichten nehmen und damit rechnen oder soll ich nur mit der Dichte von Helium rechnen?[...]

Normalerweise brauchst du die Differenz. Ob das bei deiner konkreten Aufgabenstellung korrekt ist, erkenntst du an dem Vorzeichen der Differenz.
Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 09. Jul 2011 18:15    Titel: Antworten mit Zitat

hm. Also sinnvoll wäre nur Dichte luft - Dichte Helium zu nehmen, denn Helium hat eine viel kleinere Dichte. Was aber hier irgendwie ... naja sinnlos wäre, denn dann käme laut Formel die ich schon bereits erwähnt habe eine Anfangsbeschleunigung von fast 43 m/s². Was aber nicht stimmen kann. Das ist doch viel zu viel.
Chillosaurus



Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440

Beitrag Chillosaurus Verfasst am: 09. Jul 2011 18:46    Titel: Antworten mit Zitat

Rafael91 hat Folgendes geschrieben:
[...]Was aber nicht stimmen kann. Das ist doch viel zu viel.
Du hast auch das Eigengewicht des Ballons unterschlagen, wenn ich mich nicht versehe.
Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 09. Jul 2011 19:10    Titel: Antworten mit Zitat

Warum denn? Das brauchen wir doch laut Fa=rho*g*Volumen gar nicht.
Chillosaurus



Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440

Beitrag Chillosaurus Verfasst am: 09. Jul 2011 19:14    Titel: Antworten mit Zitat

Rafael91 hat Folgendes geschrieben:
Warum denn? Das brauchen wir doch laut Fa=rho*g*Volumen gar nicht.

Für die Beschleunigung braucht man IMMER die GESAMTKRAFT.
Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 09. Jul 2011 19:36    Titel: Antworten mit Zitat

Also ich zeig einfach ma meine Rechnung:
-> ->
Chillosaurus



Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440

Beitrag Chillosaurus Verfasst am: 09. Jul 2011 19:43    Titel: Antworten mit Zitat

Rafael91 hat Folgendes geschrieben:
Also ich zeig einfach ma meine Rechnung:
-> ->

1. Kann es sein, dass du vergessen hast die Dichte von Helium abzuziehen
2. Wenn du durch die Masse teilst, musst du auch die Masse des Heliums berücksichtigen.
Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 09. Jul 2011 19:52    Titel: Antworten mit Zitat

Chillosaurus hat Folgendes geschrieben:
Rafael91 hat Folgendes geschrieben:
Also ich zeig einfach ma meine Rechnung:
-> ->

1. Kann es sein, dass du vergessen hast die Dichte von Helium abzuziehen
2. Wenn du durch die Masse teilst, musst du auch die Masse des Heliums berücksichtigen.
In diesen 15kg ist schon alles Dabei. Also Ballon+Helium+Ausrüstung die da dranhängt.
Chillosaurus



Anmeldungsdatum: 07.08.2010
Beiträge: 2440

Beitrag Chillosaurus Verfasst am: 09. Jul 2011 20:09    Titel: Antworten mit Zitat

Rafael91 hat Folgendes geschrieben:
[...] In diesen 15kg ist schon alles Dabei. Also Ballon+Helium+Ausrüstung die da dranhängt.

Dann habe ich nichts dran auszusetzen.
Rafael91



Anmeldungsdatum: 17.05.2011
Beiträge: 194

Beitrag Rafael91 Verfasst am: 09. Jul 2011 20:15    Titel: Antworten mit Zitat

Hm. Mir erscheint die Beschleunigung trotzdem viel zu hoch^^ naja. Ist eben konstruiert die Aufgabe.
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 10. Jul 2011 23:22    Titel: Antworten mit Zitat

Warum "konstruiert"?
Eine enorme Luftreibung noch beim Aufstieg, aber sonst? grübelnd
(Komme überschlagsmäßig auf 5 m/s.)
Packo
Gast





Beitrag Packo Verfasst am: 11. Jul 2011 09:09    Titel: Antworten mit Zitat

franz,
gefragt ist die Beschleunigung. Hat nichts mit Luftreibung zu tun.
franz



Anmeldungsdatum: 04.04.2009
Beiträge: 11573

Beitrag franz Verfasst am: 11. Jul 2011 18:04    Titel: Antworten mit Zitat

Schon klar; meine Vermutung ist jedoch, daß der Fragesteller hier Anfangsbeschleunigung mit Steiggeschwindigkeit assoziiert.
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