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[Risolto] Problema di fisica

  

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Un palloncino di gomma di massa 40,0 g e forma sferica viene riempito con elio (densità = 0,179 kg/m3). Al palloncino viene annodata l’estremità di un gomitolo di filo con massa lineare di 11,0 g/m. Rilasciando il palloncino, esso sale in aria (densità = 1,25 kg/m3) svolgendo il gomitolo e si ferma all’altezza di 52,0 m.
- Calcola il raggio del palloncino.
Il giorno successivo viene ripetuto l’esperimento con lo stesso palloncino già gonfiato ma l’altezza raggiunta è 48,0 m.
- Calcola la densità dell’aria nel secondo giorno.

Autore

@violy ciao su quale libro di fisica hai trovato questo problema, grazie

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@violy

Ciao. Ti calcolo il raggio del palloncino. Facciamo riferimento al disegno allegato:

image

v = 4/3·pi·r^3 = volume del palloncino

Μ = (4/3·pi·r^3)·ρ + m = massa complessiva del palloncino gonfiato

con 0.04 kg; ρ = 0.179 kg/m^3 = densità dell'elio

((4/3·pi·r^3)·0.179 + 0.04)·g = peso complessivo del palloncino

(g=9.806 m/s^2=accelerazione di gravità)

(4/3·pi·r^3)·1.25·g = spinta di Archimede

0.572·g peso complessivo della corda

Queste tre ultime voci espresse in N.

Per l'equilibrio a 52 m si deve avere:

(4/3·pi·r^3)·1.25·g - (((4/3·pi·r^3)·0.179 + 0.04)·g + 0.572·g) = 0

semplificando g:

51·(7·pi·r^3 - 3)/250 = 0------> 7·pi·r^3 - 3 = 0 da cui il raggio del palloncino:

r = 0.515 m = 51.5 cm

--------------------------------------------------

Calcolo densità aria nel secondo giorno

r = 0.515 m,   48·11 = 528 g= 0.528 kg; si tratta quindi di scrivere:

(4/3·pi·0.515^3)·δ·g - (((4/3·pi·0.515^3)·0.179 + 0.04)·g + 0.528·g) = 0

da cui la densità dell'aria:

δ = 1.172 kg/m^3

 

 

 

 

 

@lucianop grazie mille!!!! ☺️



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