Fluidmechanik Aufgabe?
Hallo ich habe ein Problem bei dieser Aufgabe , ich weiß nicht wie ich vorgehen soll, kann mir jemand bitte helfen?
Danke!
2 Antworten
Zuerst berechnen wir die Auftriebskraft.
Ansatz:
Fa = Fg_co2) - Fg_he
In Worten: die Auftriebskraft entspricht der Gewichtskraft der verdrängten Marsatmosphäre minus der Gewichtskraft des Heliums im Ballon.
Es gilt: Fg = m * g und daraus folgt:
Fa = g (m_co2 - m_he)
Weiter gilt nach dem idealen Gasgesetz:
p * V = m * Rs * T
und damit:
m = (p * V) / (Rs * T)
das eingesetzt ergibt:
Fa = (g * p * V / T) * (1/R_co2 - 1/R_he)
Werte einsetzen und ausrechnen musst du selber.
Das ist auch ein möglicher Ansatz. Da er aber etwas kompliziertere Formeln produziert, ist er etwas unbequemer und die Gefahr, Fehler zu machen, etwas größer. Aber wenn das Ergebnis stimmt, ist nichts dagegen einzuwenden.
Am besten stellt man für den Schwebevorgang zunächst einmal die Gleichgewichtsbedingung für die Kräfte auf. Gewichtskraft ist gleich Auftriebskraft.
- FG = FA
- FG = mB * gM
- FA = gM * ρ * VB
- mB = ρ * VB
- mB /VB = ρ
Das heißt also, dass der Ballon schwebt, wenn seine Dichte (mB /VB ) gleich der Dichte des ihn umgebenden Mediums ist.
- mB = gesamte Ballonmasse
- gM= Schwerebeschleunigung auf der Marsoberfläche
- ρ = Atmosphärendichte auf der Marsoberfläche
- VB = Ballonvolumen
Mit diesem Ansatz und der Verwendung der allgemeinen Gasgleichung solltest Du die Aufgabe lösen können.
Ich habe es so gerechnet , Fa = pluft*gmars *Vballon und gleich gesetzt mit der Gewichtskraft = gmars(mnutzlast+mhelium+maballlon) und dann umgestellt nach mnutzlast , ist das auch richtig ? Ich mein es kommt zwar das gleiche , aber es kann ein Zufall sein