가스로 채워진 풍선이 실제로 당신을 땅에서 들어 올릴 수 있습니까?

무게가 60 킬로그램 (132 파운드)을 지상에서 들어 올리는 데 4,800 개의 풍선이 필요합니다.

풍선은 종종 어린 시절부터 가장 좋아하는 기억의 일부입니다. 생일 파티에 도착한 풍선이든 영원히 지키고 싶었는지 (또는 파티에서 바로 튀어 나오는 것), 또는 오락 공원에서 클러치를 피하고 하늘을 치르는 신비한 풍선 중 하나가 시야에서 사라질 때까지 몇 마일을 따라갔습니다.

당신은 이러한 유형의 풍선을 살 수있는 많은 이벤트에 있었을 것입니다. 그러나 풍선이 얼마나 강한지 궁금한 적이 있습니까? 보다 구체적으로, 당신을 땅에서 들어 올리고 날 수있는 풍선이 얼마나 많은가?

리프팅 포스

가스 풍선은 부력의 원리에 작용하며 헬륨 가스로 채워져 있습니다. 이 풍선은 일정량의 공기 (배가 물 표면 위에 머무르는 것처럼)를 대체합니다. 풍선의 무게와 줄이 공기보다 작다면 모양이 양호합니다. 헬륨 가스의 무게가 공기보다 작기 때문에 떠 다니는 데 아무런 문제가 없기 때문입니다. 그러나 이것이 풍선의 비행 능력의 배후에있는 유일한 이유는 아닙니다. 고려해야 할 다른 요소가 많이 있습니다.

이미지 출처 :http://quest.nasa.gov/aero/planetary/atmospheric/balloon.html

헬륨으로 채워진 풍선의 리프팅 력은 리터당 1 그램입니다. 이것은 10 리터의 헬륨 가스로 풍선을 채우는 경우 10 그램보다 무겁지 않은 물체를 들어 올릴 수 있어야합니다. 이것은 헬륨으로 가득 찬 풍선의 용량입니다. 이 토론에서 단순성을 위해 현의 무게와 풍선 자체가 무시할 수 있다고 생각해 봅시다.

풍선의 볼륨

가스로 채워진 풍선은 가능한 많은 모양을 가질 수 있지만 구형을 고려해 봅시다. 유원지의 전형적인 구형 풍선은 직경이 30 센티미터 (0.98 피트)입니다. 이것은 단지 표준 값입니다. 풍선은 훨씬 더 크고 훨씬 작을 수 있습니다. 그렇다면이 특별한 풍선을 얼마나 많은 헬륨 가스로 잡을 수 있습니까? 풍선의 부피 (또는 가스 보유 용량)를 계산해 봅시다.

풍선은 구형이기 때문에 구의 양을 계산하기 위해 공식을 사용합니다.

여기서‘r’은 풍선의 반경입니다 (이 경우 30/2 =15 센티미터)