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Gleichgewichtshöhe eines Ballons
 
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Doppelpunkt
Gast





Beitrag Doppelpunkt Verfasst am: 16. Jan 2023 23:05    Titel: Gleichgewichtshöhe eines Ballons Antworten mit Zitat

Hey,
ich habe gerade diese Aufgabe gerechnet:

In welcher Höhe h der Erdatmosphäre schwebt ein Ballon, wenn seine Gesamtmasse mB und sein Volumen VB betragen?

Die Temperatur sei als Funktion der Höhe ebenso wie das
Volumen VB als konstant angenommen.

Berechnen Sie die Gleichgewichtshöhe h zunächst
allgemein, dann für die Werte mB = 10 kg, VB = 10 m3.

Die Dichte von Luft auf Meeresspiegelhöhe beträgt ρ0 = 1.24 kg/m3
bei einem Normaldruck von p0 = 1013 mbar.

Handelt es sich um ein stabiles Gleichgewicht?


Ich bin wie folgt vorgegangen:
In der Höhe h muss gelten Gewichtskraft = Auftriebskraft:









Wenn ich die Werte von oben einsetze komme ich auf eine Höhe von 1,791 km.

Stimmt das so?

Wie bestimme ich, ob es sich um ein stabiles Gleichgewicht handelt?
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5043

Beitrag DrStupid Verfasst am: 17. Jan 2023 09:50    Titel: Re: Gleichgewichtshöhe eines Ballons Antworten mit Zitat

Doppelpunkt hat Folgendes geschrieben:
Stimmt das so?


Den Wert habe ich nicht nachgerechnet, aber die Herleitung sieht gut aus.

Doppelpunkt hat Folgendes geschrieben:
Wie bestimme ich, ob es sich um ein stabiles Gleichgewicht handelt?


Dazu musst Du prüfen, wie sich der Ballon bei kleinen Auslenkungen aus der Ruhelage verhält. Treibt ihn die resultierende Kraft zurück ins Gleichgewicht oder davon weg?
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