¿Cómo siguen subiendo los globos de helio cuando la gravedad los empuja hacia abajo?

Tal vez esta ley de flotabilidad necesita un poco más de imágenes y aclaraciones.

Considere un “cubo” de agua a cierta profundidad en … un mar de agua. Veamos las fuerzas que actúan sobre él. La presión de equilibrio en un líquido es isotrópica, de modo que en cada punto del líquido la presión es igual desde todos los lados (de lo contrario, una fuerza neta actuaría sobre él y comenzaría a moverlo).

La presión en el lado superior del cubo (que actúa hacia abajo) está determinada por el peso de la columna de agua sobre él. La presión en el lado inferior (que actúa hacia arriba) viene dada por la misma columna de agua aumentada con el peso / altura del cubo. [La presión en los lados laterales es una función lineal que une los valores arriba y abajo. Los lados opuestos están en equilibrio.]

La diferencia de presión ( arriba + abajo) se compensa con el propio peso del cubo. Es por eso que cualquier cubo de líquido está en equilibrio en un gran volumen del mismo a su alrededor. Debe notarse aún que la presión del fondo no está condicionada por la presencia de agua en el cubo encima, ¡sino por la presencia general de agua a su alrededor!

Ahora, considere quitar el agua contenida en nuestro cubo, dejando un espacio vacío (rodeado por una cáscara rígida, sin peso y sin dimensiones). ¡Las presiones superior e inferior permanecen sin cambios, pero ahora ya no están en equilibrio con el peso del agua del cubo! Entonces, la presión inferior (generada por el peso de toda el agua alrededor) comienza a empujar el cubo más hacia arriba , que la presión superior lo empuja hacia abajo .

A continuación, tenga en cuenta que el mismo razonamiento se aplica a los “mares” de gas , como el aire que nos rodea (y que uno pesa más de lo que a menudo nos damos cuenta: aproximadamente 10 metros de columna de agua equivalente al nivel del mar).

Finalmente, cualquier cuerpo flotante que reemplace nuestro cubo (en agua o aire) puede restablecer el equilibrio a esa profundidad / altura dada, siempre que su peso sea igual al peso inicial del cubo de agua / aire. En el caso de un barco: el peso de sus materiales contenidos y el aire. En el caso de esta pregunta: el peso del gas helio más ligero y su caparazón.

b Solo el gas más ligero flotaría hacia arriba y escaparía. Pero “lastimado” con el peso de su caparazón flotará hasta que alcance la altura de equilibrio (profundidad para un submarino flotante) como se describió anteriormente.

Supongamos que tiene un balancín y tiene un niño pesado en un extremo y un niño ligero en el otro extremo. ¿Cómo es que sube la luz de los niños? ¿No está la gravedad tirando a ese niño? La conexión a través de la flotabilidad es menos obvia para las personas, pero es exactamente la misma respuesta. La gravedad que empuja hacia abajo sobre lo más pesado alivia hacia lo más ligero. En este caso, el aire es lo más pesado y el globo lleno de helio es lo más liviano.

La respuesta a esta pregunta está relacionada con el concepto de flotabilidad. Sin embargo, de hecho hay problemas con la gravedad. Uno es el problema del tiempo. Cuando congelas el tiempo, las fuerzas de gravedad no existen.

Con un examen más detallado, existe una teoría científica de interés actual que todos los científicos avanzados han llegado a comprender.

O 1: la gravedad no existe, simplemente nos movemos a través del espacio-tiempo continuo. O 2: el tiempo no existe y las cosas se unen por gravedad. Si congelas el tiempo, el globo no podría resistirse a tocarlo como en el final de la temporada 2 de Rick y Morty.

Además, nuestro concepto de tiempo cambia enormemente a partir de diferentes cantidades de estímulos cerebrales, la forma en que pensamos, actuamos y nos movemos físicamente cambiará nuestra memoria e impactará nuestro realismo.

Puede notar que los sueños toman muy poco tiempo, esto es porque mientras los pensamientos viajan rápidamente por nuestra mente, el acto de comunicación y los estímulos físicos ralentizan el funcionamiento de nuestra mente y piensa increíblemente más lento. Por lo tanto, soñar tiene cero estímulos externos y puede ser la razón principal por la que las personas duermen, podemos mejorar en tareas avanzadas a un ritmo más rápido soñando con ellos y resolviendo problemas mientras duerme.

(Cuando el tiempo para dormir es cientos de veces más lento que nuestros pensamientos, porque todos los pensamientos son de referencias internas)

Por lo tanto, el tiempo puede existir, pero entonces, la gravedad no existe, ves que la gravedad es una parte del espacio-tiempo continuo, y siempre será imposible de aprovechar, ya que no hay nada como “gravitones” de los cómics de Marvel que existan para manipular. El blindaje por gravedad y otras manipulaciones como lo que hacemos con el electromagnetismo es y siempre será imposible porque la gravedad no tiene un polo opuesto, sin embargo, como es la fuerza más débil, hay mucha más fuerza útil para aprovechar como una fuerza nuclear fuerte [el la capacidad de crear objetos monomoleculares de tamaño natural es un ejemplo de la verdadera fuerza nuclear semanal que ni siquiera hemos aprovechado.]

Mi punto es la gravedad como una cosa sustancial manipulable, no existe en absoluto. Es una observación del movimiento del universo y no tiene ningún sentido en sí mismo, es completamente inconmensurable, a diferencia del magnetismo, etc. la gravedad solo existe cuando la masa existe y está tan ejemplificada por la masa que es obvio que ni siquiera es realmente un cosa.

Densidad, mi amigo, densidad !! Es la densidad la que juega el juego aquí. Recuerde cuando sumerja un corcho en un estanque y simplemente salga a la superficie del estanque cuando lo deje. Esto se debe a que el material del corcho es menos denso que el agua y, por lo tanto, simplemente sale.

Igual es el caso con el globo de helio. El helio es menos denso que el aire que lo rodea. Entonces, aquí, el aire es como el agua en el estanque y el helio es como el corcho (solo está atrapado en el globo;)). Entonces, el globo de helio intenta saltar en el estanque de aire (que es la atmósfera) y sube y sube hasta que la fuerza de flotación hacia arriba equilibra la fuerza gravitacional de la tierra.

Esto se debe al contenido de la atmósfera de la Tierra, la densidad promedio del globo de helio es menor que muchos de los gases en nuestra atmósfera, como el oxígeno, el nitrógeno, etc., cuyo peso molecular y, por lo tanto, la densidad es mayor que la del helio. con un ejemplo

Cuando vertimos agua y aceite en un vaso de precipitados, el aceite flota sobre el agua a pesar de que la gravedad actúa sobre ambos, esto se debe a las diferencias de densidad.

Por lo tanto, incluso cuando la gravedad tira del globo hacia abajo, el globo sube

Cuando arrojas un palo de madera o una pelota de goma en el agua, flota a la derecha. ¿Por qué?

Debido a que la densidad de la madera o la bola de goma es menor que el agua que desplazó. Igual es el caso con Helium. Tenemos aire (mezcla de gases, principalmente nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono) en nuestra atmósfera. La densidad del helio es menor que el aire o los gases mencionados anteriormente, por lo tanto, va hacia arriba. Pero eso es hasta un límite, después de cierta altura donde la densidad del aire disminuye, la densidad del helio se vuelve más y baja y luego permanece a una altura donde se hace un equilibrio entre los dos.

Llega al suelo cuando el helio se escapa del globo.

Es debido a la gravedad que flotan.

La gravedad arrastra la atmósfera, más pesada que el helio, hacia abajo. La flotabilidad, en virtud de la atmósfera desplazada por el globo, supera la masa muy ligera del globo y el helio y ’empuja’ el globo hacia arriba.

Flotabilidad. Es algo bueno.

Nada es inmune al efecto gravitacional. El helio y otros gases son todos “derribados”. Pero los otros gases son más densos, y el suelo aún es más denso. Por lo tanto, una burbuja de gas inyectada en el suelo tenderá a exprimirse por la presión de la densidad del suelo, y dado que los materiales se vuelven más densos, la burbuja de gas tiende a exprimirse hasta donde la masa es menos densa. Del mismo modo, su globo de helio se exprime por la densidad de los gases cerca del suelo, y debe subir. La gravedad es lo que nos da “arriba” y “abajo”, y la gravedad y la densidad juntas organizan el mundo en capas.

Solo se mueve hacia arriba debido a la gravedad.

El aire circundante es más pesado que el helio, por lo que empuja más allá del globo para obtener la ventaja lo más baja posible, lo que le da al helio otra opción que subir.

Es como sostener una pelota de playa bajo el agua.

En resumen, la gravedad (como la llamaré para esta escala), de hecho, tira de globos.

¿Por qué? Densidad y flotabilidad aerodinámica (elevación). Las entidades en los fluidos (es decir, gases y líquidos) se separan según la densidad: menos densas en la parte superior, la mayoría en la parte inferior. Es por eso que el petróleo se deposita sobre el agua o se hunde una roca. Lo mismo es cierto para el helio: es mucho menos denso que el aire normal y, por lo tanto, tiende a elevarse.

Aquí es donde entra en juego la flotabilidad y la elevación. La gravedad tira de las paredes del globo (y en menor medida del helio) con cierta fuerza, llamémosle “g” por gravedad. Sin embargo, el helio empuja contra “g” con la fuerza de su flotabilidad, expresada en términos simples (o aristotélicos), cuánto quiere elevarse a la cima de la atmósfera. Si le gustan los números, la fuerza de elevación es de aproximadamente 10.7 newtons por metro cúbico, lo que equivale a poder levantar un poco más de 1 kg por metro cúbico de helio (un globo bastante grande).

Entonces, si la elevación de la cantidad de helio en el globo excede “g”, el globo se eleva. Ahora, a medida que el globo se eleva, la densidad del aire y, por lo tanto, la elevación del helio cambian, por lo que habría una altura a la que el globo simplemente flotaría. (Es muy probable que haya explotado en ese punto debido a los gases en expansión, pero eso no viene al caso).

Hazme saber si tienes alguna pregunta.

Es un concepto simple. Dado que la densidad de ‘He’ es menor que el aire, las moléculas de aire empujan las moléculas de ‘He’ hacia arriba.

Podríamos comparar este proceso con las burbujas de aire en el agua. Las burbujas de aire llegan a la superficie del agua en lugar de estar en el fondo debido a la menor densidad del aire.

Él es muy ligero en peso que los gases atmosféricos restantes. Como los gases más ligeros flotan en gases más pesados, flota en la atmósfera. De ahí que los globos llenos de gas helio tienden a moverse hacia arriba en la atmósfera. Hasta ahora, estaba diciendo que es menor en peso, pero en realidad es menor en densidad, es decir, ocupa un volumen menor para una masa dada.

El aire es más pesado que el globo. Por lo tanto, el aire cae con más fuerza que el globo. El globo (o cualquier otra cosa) en ascenso significa que el aire está cayendo. La cosa es que el globo de agua que se eleva también significa que el aire está cayendo, pero el agua es más pesada, por lo que gana. Lo único que no cae ni sube es el aire mismo o algo con la misma densidad que el aire.

Si hay “gravedad”, ¿por qué flotan los globos de helio? La “gravedad” debería derribarlos.

La gravedad tira del globo hacia abajo.

La gravedad también empuja el aire alrededor del globo hacia abajo.

El volumen de aire desplazado por el globo (básicamente movido a algún lugar por encima del globo) es más pesado que el globo. Por lo tanto, se tira hacia abajo más que el globo. Por lo tanto, el globo se empuja hacia arriba.

El mismo proceso (“flotabilidad”) mantiene los barcos a flote.

Es un poco como un niño gordo y un niño delgado en un balancín.

Solo para responder de una manera un poco más extraña:

La presión atmosférica en la parte inferior del globo es más alta que la de la parte superior. Entonces hay una fuerza neta hacia arriba contra la gravedad.

Lo hace, pero otras fuerzas lo contrarrestan y hacen que flote un globo de hellium rodeado de aire más pesado. Eso es lo que llamamos flotabilidad. Los elementos más ligeros se elevan a la parte superior porque los elementos más pesados ​​se bajan y reemplazan los elementos más ligeros. Así es como funciona la gravedad.

La gravedad tira del globo hacia abajo. La flotabilidad del globo en el aire (la red del peso del globo + helio y el peso del aire del mismo volumen) empuja el globo hacia arriba.

En este caso, el helio es mucho más ligero que el aire que la flotabilidad supera a la gravedad.

La gravedad los tira hacia abajo. El aire ambiental los empuja hacia arriba. Más precisamente: el aire regular es más denso que el helio puro. Por lo tanto, el globo “flota” en el aire de la misma manera que un barco flota en el agua.

Si tuviera un globo de helio y lo pusiera en una cámara sin aire (y suponiendo que el globo esté hecho de algo lo suficientemente resistente como para que no se rompa), se sentaría en el piso de la cámara y no flotaría.

Los globos de helio flotan porque el helio es más liviano que el aire que lo rodea. Piense en una pelota de ping pong sobre el agua. El aire en su interior es más liviano que el agua que lo rodea, pero el peso del aire dentro de la pelota de ping pong y el plástico con el que está hecho es más pesado que solo el aire, por eso flota en la superficie del agua y no hacia arriba. El aire.

La misma razón por la que flotan los barcos. Pesan menos que el agua que desplazan.

El globo de helio pesa menos que el aire que desplaza.

Globos de aire caliente por la misma razón. El aire caliente es menos denso (pesa menos) que el aire frío que lo rodea.