¿Podría flotar un refresco si estuviera lleno de helio u otro gas?

¿Una lata de refresco? No. Ni siquiera si estaba completamente vacío, o para decirlo en otras palabras, “lleno” de vacío. El Sr. Martin J Pitt hizo un trabajo muy completo al responder esta pregunta, pero me gustaría agregarle algo.

La gente tiene la idea de que el material más ligero que el aire flota y se hunde más pesado. Aunque en esencia esto es cierto, lo que realmente está sucediendo es que el material realmente está empujando un cierto volumen de aire “fuera del camino” y, por lo tanto, se aplica una fuerza opuesta a la gravedad, la flotabilidad, en el cuerpo.

Si pudiera “llenar” un globo con vacío, se elevaría aún mejor que si lo llenara con helio o aire caliente. Lo que más importa es en realidad el volumen de aire desplazado, o cualquier otro fluido, por ejemplo.

Tomemos el ejemplo de un barco de hierro: el hierro es ciertamente más denso que el agua, ¡pero flota! ¿Por qué? Debido a que tiene una forma tal que el volumen total de agua que desplaza produce suficiente flotabilidad para que flote.

Entonces, para resumirlo, realmente no importa lo que esté dentro de su globo (o lata de refresco). Lo que importa es cuánta flotabilidad puede generar, si la flotabilidad es mayor que la fuerza aplicada por la gravedad, entonces flotará.

Una lata de refresco pesa unos 15 gramos y el volumen estándar es de 0,35 litros. Si se llenara con un gas de densidad cero, pesaría 15 gramos.

La densidad del aire es de aproximadamente 1,2 kg / m3. Entonces, la pregunta es: ¿la lata de refresco y el contenido pesarían menos que el aire que desplaza? Si es así, entonces flotará.

1.2 kg / m3 es 1.2 g / litro, por lo que el aire tiene una masa de 0.35 x 1.2 = 0.4 gramos, que es mucho menos de 15 g. Entonces no, no flotaría en el aire.

El problema con los globos pequeños es la relación de la superficie (el peso del contenedor es proporcional a la superficie) al volumen.

¡Ahora, hagamos una lata de refresco realmente grande! Digamos 100 veces más grande en diámetro y altura.

El área de superficie sería de 100 x 100, por lo que el peso sería de 150000 g = 150 kg.

El volumen sería de 100 x 100 x 100 = 1 millón, por lo que el peso del aire sería

400 kg, ¡así que tenemos una oportunidad!

La densidad del hidrógeno (el gas más ligero que existe) es de aproximadamente 0.08 g / litro, por lo que la masa de hidrógeno sería de 0.35 x 0.08 x1000 kg = 28 kg

Por lo tanto, la lata + hidrógeno pesaría 178 kg, menos que el aire que desplaza. Si las paredes fueran lo suficientemente fuertes (y son bastante delgadas), esto flotaría.

El helio es aproximadamente el doble de la densidad del hidrógeno, por lo que sería de 56 kg y 206 kg en total, por lo que aún flota.

Es posible que desee determinar cuál sería el tamaño mínimo para flotar.

No. Ni siquiera si estaba completamente vacío. Una lata de refresco tiene un volumen de una fracción de litro / litro (por ejemplo, la mitad), por lo que obtiene una elevación de Arquímedes del aire igual al peso de, digamos, medio litro de aire, es decir, 600 miligramos.

Pero, por supuesto, una lata pesa mucho más que eso.