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[Risolto] Fluidodinamica

  

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Un pallone è gonfio di elio (ρHe = 0.14Kg/m3) fino a raggiungere un raggio di R = 20cm. Determinare a che altezza arriva in aria ρa = 1.22Kg/m3 se è legato ad una corda con densità lineare di ρ = 8 g/m.

 

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Spinta di Archimede in aria = (densità aria) * g * Volume palloncino;

Volume = 4/3 pigreco r^3 = 4/3 * 3,14 * 0,20^3 = 0,0335 m^3;

F Archimede = 1,22 * 9,8 * (0,0335) = 0,40 N;

F peso palloncino = m * g = (d elio) * V * g ;

F peso palloncino = 0,14 * 0,0335 * 9,8  = 0,046 N;

F Archimede - F peso = 0,40 - 0,046 = 0,354 N verso l'alto (Forza risultante);

Può sollevare una lunghezza di corda L pari alla forza risultante:

F peso corda = 0,354 N;

densità lineare = 0,008 kg/m;

massa corda = 0,008 * L;

F peso corda = 0,008 * L * g;

0,008 * L * g = 0,354 N;

L = 0,354 /(9,8 * 0,008) = 4,51 m; (lunghezza della corda che il palloncino riesce a sollevare).

Sale fino a 4,51 m.

Ciao @federicachiarelotto



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All'equilibrio la somma dei pesi del pallone

pHe * 4/3 pi R^3

e della corda p h

deve bilanciare la spinta di Archimede

pa V = pa 4/3 pi R^3

per cui p h = 4/3 pi R^3 (pa - pHe)

 

h = 4/3 * 3.1416 *0.2^3 / 0.008 *(1.22 - 0.14) m = 4.52 m



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altezza h = 0,52360*0,4^3*(1,22-0,14)/0,008 = 4,52 m



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