למה כשעוזבים בלון הליון, הוא עולה עד שנעצר בתקרת בהחדר, ואילו כשעוזבים חפץ, הוא נופל לרצפה.

הסבר לפ אנרגיות ולא לפי כוח או חוק ארכימדס.

אנרגיות שלמדנו עד כה-קינטית ופוטנציאלית כובדית.

תודה מראש.

נראה לי זה כמו שקרש צף על המים. ההליום פשוט "צף" על האוויר שיותר כבד ממנו.

הסבר לפי כוח הוא יחסית פשוט.

 

מבחינת אנרגיות, מולקולות האוויר מעניקות אנרגייה לבלון ודוחפות אותו כלפיי מעלה (אנרגייה קינטית), ולכן כביכול נראה שמבחינת אנרגייה מקבל הבלון יש מאין.

כדי להסביר איך נעשית הענקת האנרגייה נדרש שרטוט.

 

כאשר מדובר בגוף צפיד (בעל נפח) שכבד יותר מהאוויר, האנרגייה הקינטית שמעניקות מולקולות האוויר אינה מספיקה על מנת להתגבר על פוטנציאל הכבידה של הגוף.

"מעניק אנרגיה" לא נשמע מונח מאוד פיסיקלי. אוליי עושה עבודה, ועבודה זה כח כפול מרחק.

ההסבר ברמה של "אנרגיות" הוא קצת מסובך יותר אבל:

אתה יכול לחשוב על המערכת של הבלון כסכום אנרגיות של לחץ ההליום PV, האלסטיות של הבלון Gamma*A והאנרגיה הפוטנציאלית המקורבת mgh. אח"כ אתה יכול לדמיין נפח של אוויר שהבלון היה תופס בגובה מסויים, גם לנפח הזה יש אנרגיה נפחית ופוטנציאלית (אך לא אלסטית). עכשיו אתה יכול לחשוב על תהליך דמיוני של החלפה בין הנפחים, כמובן שצריך להתעלם מחיכוך, תאוצות ותהליכי דחיסה לא הפיכים. הבלון ינוע עד שהאנרגיה שלו תהייה שווה לאנרגיה של נפח הגז שהוא תופס בגובה המתאים. לגבי החפץ הקשיח המצב דומה רק שאין צורך באלסטיות או בנפחים שונים, דחיסות של מוצקים היא זניחה. 

 

*** מבדיקה נראה שאנרגיה אלסטית של הבלון היא קצת קשה לקירוב, לחישוב ראשוני כדאי להזניח אפקטים של שינוי נפח.