بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه هشتم

                               p’vg + w=pvg g            بالون آهسته شروع به بالا رفتن کرده یا در هوا ثابت می ماند

                               p’vg + w

دقت کنید در روابط بالا همه پارامتر ها ثابت اند و تنها چیزی که می تواند کنترل شود  ’p است که با تغییر دما این کار انجام می شود. بگویید چگونه؟

خوب است بدانید نتیجه ی همین آزمایش شما بود که ارشمیدوس را آن گونه به وجد آورد. در واقع قانون شناوری ارشمیدوس همین است:

" هرگاه جسمی در سیالی قرار گیرد به اندازه وزنی از سیال که جابجا شده به آن جسم نیرو وارد می شود." یعنی اگر حجم سیالی که جابجا شده برابر با v باشد. این نیرو برابر می شود با :

                    m= جرم جابه جا شده       چگالی سیال = p=m/v        حجم سیال جابه جا شده=v

                    نیروی وارد بر جسم  f=mg=pvg                                mg= وزن سیال جا به جا نشده

شناوری

در آزمایشی که انجام دادید تفاوت رفتار بطری خالی و بطری پر از شن چه بود؟

درست است اولی روی آب شناور می ماند و برای فرو رفتنش احتیاج داریم نیرو صرف کنیم، اما دومی خودبه خود در آب غرق می شود. چیزی که هست حجم آب جا به جا شده در دو حالت یکسان f نیروی شناوری هر دو یکسان اما وزن بطری خالی و بطری پر از شن بسیار متفاوت است. بنابراین نیروی شناوری در حالت دوم است اما نمی تواند بر وزن بطری غلبه کند، اما در حالت خالی می تواند.

 بالون تا کجابالا می رود؟

در بحث قبل دیدیم که با گرم کردن هوای درون بالون و کاهش چگالی هوای درون آن، باعث شدیم نیروی شناوری اعمال شده از هوا بتواند آن را بالا ببرد.اما با دقت در رابطه نیروی شناوری می بینیم ( f=pvg ) که این نیرو به چگالی هوای اطراف بالون بستگی دارد.

همه ما می دانیم با بالا رفتن درجه زمین هوا رقیق تر می شود ، به عبارتی چگالی آن کمتر می شود، بنابراین نیروی شناوری ضعیف تر شده. ( f کمتر و کمتر می شود)

هنگامی که p آنقدر کم شود که  ! p’vg=w>pvg شود آنجاست که بالون دیگر نمی تواند بالاتر رود.

سئوال: می توان با گرم تر کردن هوای درون بالون ( کاهش ’p ) سمت چپ نامساوی بالا را کوچکتر کرد تا دوباره بالون بتواند بالا رود. به نظر شما این ترتیب تا کجا می توان این روال را ادامه داد؟

قبل از ادامه مطلب کمی باهم روی این سئوال بحث کنید.

سئوال: از کودکی یاد گرفتیم که روغن روی آب می ماند. چوب در آب فرو نمی رود چون هر دو از آب چگالی کمتری دارند. آیا می توانید ارتباطی میان آموخته های قدیمی تان با آنچه در این مباحث یادگرفتید پیدا کنید؟

راهنمایی: در سئوال اول به این موضوع دقت کنید که جنس بالون ها از چه می باشد؟

توجه: مطالعه این جدول می تواند برایتان جالب باشد:

منابع مطالعه: برای اطلاع بیشتر به آدرس الکترونیکی زیر مراجعه نمایید.

مطالب مرتبط:

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه اول

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه ‌دوم

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه سوم

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه چهارم

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه پنجم

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه ششم

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه هفتم

بالون ها چقدر بالا می روند؟ - جلسه نهم

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان

تهیه: بهاره امینی - تنظیم: فاطمه گودرزی