1。力を特定します
* 重力: バルーンは、f_gravity =m * gと計算された重力のために下向きの力を経験します。ここで、mは質量(2 kg)、gは重力による加速(約9.8 m/s²)です。
* 浮力: 風船は、f_buoyancy =ρ_air * v * gとして計算された浮力のために上向きの力を経験します。ここで、ρ_airは空気の密度(約1.2 kg/m³)、Vは風船の体積(5m³)です。
2。正味の力を計算します
バルーンに作用する正味の力は、浮力と重力の違いです。
f_net =f_buoyancy -f_gravity
3。ニュートンの第二法則を適用します
ニュートンの第二法則では、f_net =m * a、ここでaは加速です。 これを再配置して加速を解決できます。
a =f_net / m
4。代用して計算
* f_gravity =(2 kg) *(9.8 m/s²)=19.6 n
* f_buoyancy =(1.2 kg/m³) *(5m³) *(9.8 m/s²)=58.8 n
* f_net =58.8 n -19.6 n =39.2 n
* a =(39.2 n) /(2 kg)=19.6 m /s²
したがって、バルーンの初期加速度は19.6 m/s²の上方です。