Plūduriavimas ore

Šioje temoje nagrinėjama Archimedo jėga dujose, plūduriavimo ore sąlygos ir karšto oro balionų veikimo principas. Taip pat sužinoma apie kitus orlaivius, tokius kaip aerostatai, meteorologiniai zondai ir dirižabliai. Galiausiai, pateikiamas pavyzdys, kaip apskaičiuoti meteorologinio zondo keliamąją galią.

Archimedo jėga dujose
Archimedo jėga veikia ne tik skysčiuose, bet ir dujose. Dėl slėgių skirtumo, ši jėga stumia į dujas panardintus kūnus aukštyn. Jos dydis apskaičiuojamas pagal formulę: \(F_A = \rho g V\), kur \(\rho\) – dujų tankis, \(g\) – laisvojo kritimo pagreitis, \(V\) – kūno tūris.
Karšto oro balionai
Karšto oro balionas kyla dėl to, kad karštas oras yra retesnis (mažesnio tankio) už šaltą. Baliono kupole esantis oras kaitinamas degikliu, todėl jis plečiasi ir išstumia sunkesnį šaltą orą. Kai išstumto šalto oro svoris viršija viso baliono (įskaitant karštą orą, kupolą, krepšį ir keleivius) svorį, balionas pradeda kilti. Oreiviai reguliuoja skrydžio aukštį keisdami degiklio liepsnos intensyvumą arba atidarydami vožtuvą, kad išleistų dalį karšto oro.
Lengvesni už orą aparatai
Be karšto oro balionų, egzistuoja ir kiti skraidymo aparatai, kurie naudoja lengvesnes už orą dujas, pavyzdžiui, helį. Šie aparatai vadinami aerostatais. Meteorologiniai zondai, pripildyti helio, naudojami atmosferos reiškiniams tirti. Valdomi aerostatai su varikliais vadinami dirižabliais. Anksčiau balionai buvo pildomi vandeniliu, bet dėl jo sprogumo pereita prie saugesnio helio.
Meteorologinio zondo skaičiavimas
Norint apskaičiuoti, kokios masės krovinį gali pakelti meteorologinis zondas, reikia nustatyti zondo Archimedo jėgą ir atimti zondo apvalkalo bei jame esančių dujų svorį. Pavyzdžiui 10 m³ tūrio zondas, pripildytas vandenilio ir turintis 0.6 kg apvalkalą esant \(1.29 \text{ kg/m}^3\) oro tankiui, gali pakelti 12.3 kg krovinį. Archimedo jėga: \(F_A = \rho_{\text{oras}}gV_z = 129 \text{ N}\). Sunkis: \(F_s = m_zg = 6 \text{ N}\). Atstojamoji jėga: \(F = F_A - F_s = 123 \text{ N}\). Krovinio masė: \(m = F / g = 12.3 \text{ kg}\).
Plūduriavimo ore sąlygos
Kadangi Žemę supanti atmosfera yra sudaryta iš dujų, kūnus veikia Archimedo jėga, nukreipta aukštyn, ir sunkio jėga, nukreipta žemyn. Kai šių jėgų atstojamoji nukreipta žemyn, kūnas krinta; kai aukštyn – kyla. Jei atstojamoji lygi nuliui, kūnas gali kyboti ore. Dujų tankis yra mažesnis nei vandens, todėl ore kybančio kūno vidutinis tankis turi būti mažas.

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com