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Problema di fisica

  

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mi potreste aiutare, grazie. Anche se non capisco come si possa gonfiate una mongolfiera

Autore

@fabroxy soffia forte😉

@fabroxy ci vuole molto fiato? No, ci vogliono bombole di gas elio e forse non è una mongolfiera, ma un dirigibile o un pallone per misurazioni meteorologiche, (chiusi).

5 Risposte



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Es 55 cap 5 NA

@gregorius 👍👌👍



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La forza di Archimede (verso l'alto),deve essere uguale o maggiore della forza peso (verso il basso).

Massa carico = 190 kg;

V = Volume della mongolfiera; si gonfia con bombole di Elio, gas molto leggero.

F Archimede = F peso; 

(d aria) * g * V = (d elio) * V * g + (massa carico) * g;

g si semplifica;

[(d aria) - (d elio)] * V = (massa carico);

(1,29 - 0,179) * V = 190;

V = 190 / 1,11;

V = 171 m^3; volume minimo della mongolfiera per iniziare a sollevarsi.

Ciao @fabroxy

@mg 👍👌👍🌹

@mg Il gas elio si utilizza per gonfiare i moderni dirigibili che sono costituiti da uno o più involucri chiusi da valvole. Per semplificare come i palloncini delle fiere. Per le mongolfiere si utilizzano bombole di gas propano che scaldano l'aria interna diminuendone la densità, permettendone l'ascensione. L'uso del'elio oltre che costoso è tecnicamente non fattibile perchè l'involucro della mongolfiera è aperto alla base e questo produrrebbe la fuoriuscita dell'elio che si disperderebbe nell'aria.

Per far discendere una mongolfiera, si può procedere in due modi principali:

Raffreddare l'aria nel pallone:

Aprendo la valvola di deflusso (o "paracadute") situata nella parte superiore dell'involucro, si permette all'aria calda di uscire, facendo entrare aria più fredda. In questo modo, la densità dell'aria interna aumenta e la spinta di Archimede diminuisce, facendo scendere la mongolfiera.

Attendere il raffreddamento naturale:

Se si smette di riscaldare l'aria con il bruciatore a gas propano, l'interno del pallone si raffredda gradualmente, causando una lenta discesa.

In caso di necessità di una discesa rapida, si può combinare l'apertura parziale della valvola con l'interruzione del riscaldamento. Il pilota deve sempre controllare con attenzione la velocità di discesa per evitare atterraggi bruschi.

@gregorius hai ragione, ma anche io pensavo ai dirigibili, quelli per la pubblicità, o ai palloni per le misurazioni in atmosfera. Non si possono chiamare mongolfiere, vero? Buon fine settimana.

@mg I palloni aerostatici usati per le rilevazioni meteoorologiche o per altri tipi di dati tecnicamente sono riempiti ad elio, come i dirigibili, ma sono trasportati dalle correnti come le mongolfiere. Il loro involucro è sigillato (seppure non in modo totalmente ermetico) e sovradimensionato rispetto al volume di elio insufflato per consentire all'involucro di dilatarsi quando questi aeromobili raggiungono altezze considerevoli. Solitamente i palloni utilizzati per rilevamenti meteorologici o scientifici raggiungono anche altitudini fra i 30 e i 40 km (stratosfera), prima di scoppiare a causa della bassa pressione esterna. Quanto più il diametro è grande tanto maggiore sarà la quota massima raggiungibile. Sono dotati di un paracadute che consente alla strumentazione  di scendere a terra indenne. Addirittura alcuni palloni sonda utilizzati a scopi militari o astrofisici possono raggiungere la mesosfera 50 e più km di quota. Il pallone è progettato per mantenere una pressione interna sufficiente fino alla tangenza massima prevista. Questi "più leggeri dell'aria" sono definiti come palloni sonda.

Capita talvolta di vedere aeromobili più leggeri dell'aria utilizzati per scopi  pubblicitari. Impropriamente vengono chiamati dirigibili, per la loro  forma affusolata, per la presenza di motori che consentono al mezzo di muoversi secondo una direzione voluta, per gli impennaggi verticali ed orizzontali che orientano la mobilità dell'aeromobile lungo gli assi d'imbardata, rollio e beccheggio. Tuttavia ciò che consente loro di librarsi nell'aria è il riscaldamento dell'aria contenuta nell'involucro, mediante bombole di gas propano alloggiate nella fusoliera del mezzo. In pratica la cabina è collegata alla base di questa specie di mongolfiera con l'involucro a forma di dirigibile, ma tale involucro è aperto e l'apertura coincide parzialmente con la sommità della cabina di pilotaggio ove è presente il bruciatore alimentato a propano. Questo connubbio consente di unire i vantaggi del dirigibile (la direzionalità) a quelli della mongolfiera, che può innalzarsi verticalmente a costi irrisori. Tuttavia il limite è la scarsa autonomia, la scarsa tangenza pratica e il ridotto carico pagante. Questa metodologia è utilizzata solo da un paio di decenni, prima questi mezzi pubblicitari erano dei veri e propri  dirigibili a struttura floscia (quindi era il gonfiaggio dell'involucro che dava la forma allo stesso) o semirigida, (con una trave che correva da prua a poppa e alla quale era agganciata la cabina e i motori). In entrambi i casi l'involucro veniva riempito con gas elio. L'uso del gas idrogeno è praticamente stato abbandonato da decenni per l'infiammabilità di questo gas. Buona domenica anche a te e grazie per avermi dato l'opportunità di rimembrare gli studi di ingegneria aeronautica di quando, decenni fa, ero un giovane studente universitario.

 



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V*(1,29-0,179)*g = m*g 

la gravità si elide 

V = 190 /1,111 = 171 m^3

@remanzini_rinaldo 👍 👍 👍



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- M g iz - dHe V g iz + dA V g iz = 0

V (dA - dHe) = M

V = M/(dA - dHe) = 190 kg/[ (1.29 - 0.179) kg/m^3 ] =

= 190/1.111 m^3 = 171 m^3

@eidosm 👍👌👍



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Come si  gonfia una mongolfiera?

Gonfiare una mongolfiera è un processo che unisce principi di fisica con una buona dose di pratica.
Preparazione
Posizionamento: La mongolfiera viene distesa a terra, di solito su un telo per proteggerla.

Collegamento del bruciatore: Il bruciatore (alimentato a gas propano) viene collegato al cesto e alla bocca dell’involucro (il pallone vero e proprio, chiamato "involucro" o "calotta").

Gonfiaggio a freddo
Si usa un grande ventilatore per soffiare aria fredda dentro il pallone. Questo permette di aprire la mongolfiera e iniziare a darle forma.

Durante questa fase, l’involucro è ancora disteso orizzontalmente sul terreno.

Riscaldamento dell’aria (gonfiaggio a caldo)
Una volta che la mongolfiera è parzialmente gonfia, si accende il bruciatore.

Il bruciatore scalda l’aria all’interno, e l’aria calda è meno densa dell’aria fredda, quindi sale.

L’aria calda comincia a sollevare l’involucro, che si raddrizza verticalmente.

Pronto al decollo
Quando la temperatura dell’aria all’interno è sufficientemente alta da creare una spinta verso l’alto maggiore del peso del sistema (cesto + passeggeri + involucro), la mongolfiera è pronta per sollevarsi.

Principio fisico coinvolto
Il principio di Archimede applicato ai gas:

"Un corpo immerso in un fluido riceve una spinta verso l'alto pari al peso del fluido spostato."

Nel caso della mongolfiera, il “fluido” è l’aria. Riscaldando l’aria interna, si riduce la sua densità, quindi la mongolfiera sposta una massa d’aria esterna maggiore di quella dell’aria interna + il carico, e così può sollevarsi.

Gonfiaggio mongolfiera 80%

@gregorius grazie mille, meglio andare in aereo che in mongolfiera



Risposta
SOS Matematica

4.6
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