میزان حجم گاز و تعداد بادکنک هلیومی مورد نیاز برای بلند کردن یک جسم
با توجه به سوالات متعدد و درخواست راهنمایی در این خصوص ، لازم می دانیم که توضیحات تکمیلی در این خصوص را در اختیار کسانی که ممکن است چنین سوال مشابهی داشته باشند، قرار دهیم.
به عنوان مثال فرض کنید که شما وزنه ای به جرم m را می خواهید با بادکنک هلیوم در هوا شناور سازید. برای این کار می خواهیم از بادکنک هایی با حجم معلوم را با گاز هلیوم پر کرده و به جسم وصل کنیم تا درون هوا معلق شود ولی نمی دانیم متناسب با وزن جسم، به چه تعداد بادکنک و چه میزان حجم گاز هلیوم نیاز داریم. در زیر به نحوه محاسبه متناسب به وزن جسم و حجم بادکنک می پردازیم.
طبق محاسبات انجام شده با توجه به چگالی گاز هلیوم، چگالی هوا و میزان نیرو لازم برای شناوری جسم مورد نظر،1 متر مکعب گاز هلیوم می تواند 10.9 نیوتن وزن را بلند کند. حال باید محاسبه شود که برای جرم m، چه حجم گاز مورد نیاز است.
به عنوان مثال، می توانیم یک وزنه 1 کیلویی (برابر با 10 نیوتن) را در نظر بگیریم. حال میزان حجم گاز مورد نیاز برای شناورسازی جسم با وزن 10 نیوتن برابر با 0.91 مترمکعب می باشد. حال باید محاسبه شود که این حجم گاز در چه تعداد بادکنک قرار می گیرد. حجم یک بادکنک با قطر 30 cm در حالتی که به صورت کامل پر شود برابر با 0.0141 متر مکعب خواهد بود.
یعنی بادکنک با قطر 30 سانتی متر (هر 1 اینچ برابر با 2.54 سانتی متر می باشد. قطر 30 سانتی متر برابر با 11.8 اینچ خواهد بود) میتواند 14 لیتر گاز هلیوم را در خود جای دهد.
باید اضافه کرد که هر 1 لیتر گاز هلیوم، میتواند 1 گرم وزن را از زمین بلند کند. در واقع یک بادکنک 12 اینچی ( با قطر 30 سانت) می تواند وزنه ای به جرم 14 گرم را از زمین بلند کند.
حال کافی است برای محاسبه تعداد بادکنک مورد نظر، حجم کل گاز مورد نیاز را به حجم بادکنک تقسیم کرد ( یعنی 0.91/0.0141). عدد حاصله برای این مثال خاص برابر با 65 خواهد بود. یعنی بین 65 الی 70 عدد بادکنک با قطر 30 cm پر شده به صورت کامل با گاز هلیوم مورد نیاز است تا یک وزنه 1 کیلویی از زمین بلند شود و به صورت شناور درآید.
از رابطه هر یک بادکنک 12 اینچی برای بلند کردن 14 گرم وزنه میتوان محاسبه کرد.
| تعداد بادکنک 12 اینچی مورد نیاز | وزن جسم |
| 1 | 14 گرم |
| 71 | 1 کیوگرم |
| 714 | 10 کیلوگرم |
| 5000 | 70 کیلوگرم |
حال اگر بخواهیم یک شخص با وزن 70 کیلوگرم را از زمین بلند کنیم، نیاز به 5000 عدد بادکنک با قطر 12 اینچی با قطر 30 سانت داریم. میتوانیم برای کاهش تعداد بادکنک ها، از بادکنک هایی با قطر بزرگتر استفاده کنیم. اگر از بادکنک های 72 اینچی بزرگ ( قطر 6 فوت یا 183 سانتیمتر) استفاده کنیم به چه صورت خواهد بود؟ ابتدا محاسبه میکنیم که حجم بادکنک های 72 اینچی چه میزان خواهد بود.
1- حجم بادکنک 72 اینچی (قطر 183 سانت) برابر است با 3217 لیتر. به این معنی که این بادکنک توانایی پذیرش 3217 لیتر گاز هلیوم دارد.
2- حال محاسبه میکنیم که برای بلند کردن یک نفر با وزن 70 کیلوگرم، چه تعداد از بادکنک های 72 اینچی مورد نیاز است که برابر خواهد بود با 70.000 گرم تقسیم بر 3217 لیتر = 21.75. در واقع تعداد بادکنک 72 اینچی برای بلند کردن شخصی با وزن 70 کیلوگرم برابر است با 22 عدد.
برای کسب اطلاعات بیشنر می توانید به مقاله پیوست شده مراجعه فرمایید.
استفاده از مطالب بالا با ذکر منبع بلامانع می باشد.
تهیه و ترجمه : پارس فستیوال
نقد و بررسی میزان حجم گاز و تعداد بادکنک هلیومی مورد نیاز برای بلند کردن یک جسم
میزان حجم گاز و تعداد بادکنک هلیومی مورد نیاز برای بلند کردن یک جسم
نظرات کاربران درباره میزان حجم گاز و تعداد بادکنک هلیومی مورد نیاز برای بلند کردن یک جسم
خیلی جالب بود
خیلی خوب بود این سوال خیلی وقتا به ذهنم میومد که الان جوابشو گرفتم ممنون
