Question

hola amigos me podrían ayudar con este ejercicio porfa
a) Un globo ligero se llena con 400 m3 de helio. A 0 0C, el globo puede levantar una carga, ¿de qué masa? b) ¿Qué pasaría si llenamos el globo con hidrogeno en vez de helio?
gracias.......

Answer 1

La carga que podría levantar el globo lleno de Helio a cero grados centigrados es igual a:

m = 444 Kg

La carga que podría levantar el globo lleno de Hidrógeno a cero grados centigrados es igual a:

m = 480 Kg

Buscamos en la literatura la densidad del helio a 0°C , la densidad del hidrógeno y la densidad del aire

• ρHe = 1.29Kg/m³
• ρHe = 0.18Kg/m³
• ρH = 0.09Kg/m³

Aplicamos la Segunda Ley de Newton sobre el globo ligero en el momento en que esta elevando una carga "F" pero se encuentra en equilibrio estático vertical:

• ∑Fy = 0
• E - F - WHe = 0
• ρaire * g * VHe  - F - mHe * g = 0
• 1.29Kg/m³ * 9.8m/s² * 400m³ - F - (0.18Kg/m³*400m³) * 9.8m/s² = 0
• 5056.8N - F - 705.6N = 0
• F = 4351.2N

Para calcular la masa de la carga usamos la definición de Peso:

• W = m * g
• m = W / g
• m =  4351.2N / 9.8m/s²
• m = 444 Kg

Si el globo es llenado con Hidrógeno, procedemos igual:

• ∑Fy = 0
• E - F - WH = 0
• ρaire * g * VH  - F - mH * g = 0
• 1.29Kg/m³ * 9.8m/s² * 400m³ - F - (0.09Kg/m³*400m³) * 9.8m/s² = 0
• 5056.8N - F - 352.8N = 0
• F = 4704N

Para calcular la masa de la carga usamos la definición de Peso:

• W = m * g
• m = W / g
• m =  4704N / 9.8m/s²
• m = 480 Kg