Varmluftballonen.
Fysikprojekt.
Start med at orientere jer i "Fysik i opdrift" af Kurt Jacobsen.
Hvad er opdrift?
Hvordan lyder Archimedes lov?
Udfør dernæst forsøget fra opgave 2.13. side 19.
I skal nu bygge jeres egen ballon.
1) Lille ballon.
Materialeliste:
Papirkurvsposer (meget tynde), vat ,sprit, engangslightere, stærk sytråd, ståltråd og tre metalstænger i stativer,
desuden en termoføler. Sørg for at have et brændtæppe eller lignende i nærheden.
Førsøget udføres indendørs.
Ballonen skal bygges så let som muligt.
De tre stænger sættes som stativ for ballonen.
Ståltråden (feks tre stk) gøres kort så varmen er lige under ballonen. Dog ikke så kort at ballonen brænder.
Sytråden påmonteres så I kan styre ballonen.
Vat med sprit sættes fast i ståltråden.
Vej jeres ballon med ståltråd og brændsel.
Monter termoføleren øverst på stativet og noter ved hvilken temperatur ballonen letter.
Noter temperaturen i klasselokalet.
Vurder volumen V af jeres ballon.
Hvor stort er lufttrykket i atm i rummet.
1atm = 760mmHg = 1,013*105 Pa
Der gælder nu
(*) Massen af (gas+byggematriale+nyttelast)< Luftens opdrift.
Benyt formlen fra opgave 4.9 side 35 til at beregne densiteten af luften inde i ballonen
r varm luft , og densiteten af luften uden for ballonen r kold luft.Beregn nu massen af gassen mgas = V*
r varm luftBeregn også luftens opdrift mkold luft = V*
r kold luftIndsæt jeres tal i (*).
Er der overensstemmelse , eller burde temperaturen have været højere?
(Der er størst temperatur helt oppe i toppen af ballonen,
og termoføleren snupper også noget varme.)
Kan ballonen tåle at få større nyttelast?
2) Stor ballon.
Materialeliste:
Afdækningsplastik (meget tyndt), strygejern, aluminiumsfolie, Bunde fra fyrfadslys, vat med sprit, engangslightere, stærk sytråd, ståltråd og tre store metalstænger i stativer.
Desuden skal påmonteres en termoføler på stativet, også her er det rart med et brandtæppe, når ballonen lander.
Når ballonen er stor kan nyttelasten blive større.
Fremgangsmåden er helt som ovenfor, dog tilføjes:
Fremstil først ballonen ved at smelte plasten sammen til en ballon. Læg aluminiumsfolie over sammenføjningerne og stryg.
Lav tre-fire huller i bunden af fyrfadsholderen så der er
luft til afbrændingen.
Læg en spritvædet vattot i beholderen.
Monter ballonen på stativet, og suppler med ligthere i starten for at få den til at lette.
Samme overvejelser som ovenfor.
Ved hvilken temperatur letter ballonen ?
Indsæt i (*) osv....
Hvor længe kan I holde ballonen svævende?
Suppler evt med flere vatklumper med sprit.
Når ballonen svæver flot, undersøg da om den kan have mere nyttelast, ved at hænge ekstra nyttelast på.
Den fundne maksimale nyttelast sammenholdes med (*)