Auftrieb von Ballon: Welche Masse Helium muss eingefüllt werden, um den Ballon starten zu können?

Question

Hallo liebe Leute,

ich komme bei dieser Aufgabe nicht weiter:



Auftrieb: Um wissenschaftliche Geräte lange Zeit in große Höhen
zu bringen, verwendet man Ballone mit geschlossenen Hüllen aus
gasdichtem Material (Überdruckballone). Betrachten Sie einen
Ballon, der im prall gefüllten Zustand einen festen Durchmesser
von D=12 m besitzen soll (Abb. rechts). Als Auftriebsgas soll
Helium verwendet werden $$\left( \rho _ { 0 } ^ { H e } = 0,1785 \mathrm { kg } m ^ { - 3 } \right)$$

Der Startort liegt in einer Höhe von 500 m. Kurz vor dem Start wird eine
Lufttemperatur von 12°C und ein Luftdruck von 930 hPa
gemessen. Die Masse des Ballons ohne Gas mit Nutzlast, beträgt 60kg

$$\left( \rho _ { 0 } ^ { L _ { 0 } t t } = 1,293 \mathrm { kg } m ^ { - 3 } \text { bei } p _ { 0 } = 1013 h P a \text { und } T _ { 0 } = 0 ^ { \circ } \mathrm { C } \right)$$

a) Welche Masse Helium muss eingefüllt werden, um den Ballon mit einer Beschleunigung von
a=4 m/s² am Boden starten zu können? (Hinweis: Der Ballon ist beim Start nicht
notwendigerweise prall.)
b) Welche maximale Höhe kann mit dem Ballon erreicht werden?

Mein Ansatz:

Comments

was mache ich falsch ?

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Ich gebe dir keine Antwort weil die ganzen
Einheiten für mich sehr viel Erkundigungen
bedeuten würden.
Ansonsten
Auftriebskraft berechnen
die einer Masse von 60 kg 4 m/s^2
Beschleunigung verleit.
( notwendiges Volumen über die
Differenz zwischen Dichte Luft und Dichte
Helium )

Answer 1

Hallo

 ich sehe nicht, wo du in deiner Rechnung den Druck von 930Pa  und die Temperatur 12° für die Dichte berücksichtigt hast?

als erstes müsstest du die neuen Dichten berechnen, oder hab ich das übersehen?

auch was du mit V_Start berechnet hast, verstehe ich nicht. Ich nehme an, dass das Volumen der leeren Hülle vernächlässigt werden kann, so dass das Startvolumen das des He ist.

Gruß lul

Comments

Schaue ich mir an, danke schon mal

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Hallo,

ich habe Musterlösungen bekommen, leider versteht der Prof die Musterlösungen selbst nicht.

Das gelb markierte verstehe ich nicht und der Prof auch nicht. Vielleicht verstehst du es?

lg

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 die Rechnung geht von einem Druck von 1000hPa aus und deiner Temperatur vom 10°C,  daraus dann die 2 Dichten. In der barometrischen Höhenformel wird 3400 m eingesetzt also geht man von einer Starthöhe von 0 aus. Damit sind die Rechnungen verträglich, passen nur nicht so ganz zur Aufgabe, es kann sein dass die 930 auf 500m in den Durch bei 0 und die Temperatur bei 0 umgerechnet wurde.

bei dir wiegt der Ballon 60kg in der Lösung 2155kg, also scheint das die Lösung einer anderen Aufgabe, auch das Volumen ist viel zu groß.kurz, die Lösung und Aufgabe passen nicht zusammen, vielleicht soll das nur den Lösungsweg zeigen.

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stimmt du hast Recht. ich gucke noch mal