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Le Poids
Bonjour, voilà j'ai fait un exercice de physique masi je ne suis pas sûre de ma réponse. Pouvez-vous m'aider svp ?
Question: Combien de ballons de 10 L d'hélieum sont nécessaires pour soulever une voiture d'une tonne? Donnée: M(He) = 4g.mol-1 et g 
10
Réponse:
d = M/29 = 4/29
(He)= dx eau = (4/29)x1 = 4/29 g.L-1
m (pour un ballon) = (He) x V = (4/29)x10 1.4g
P(auto) = m x g = 1 x 10exposant6 x 10 = 10exposant7 N
P (un ballon) = m x g = 1.4 x 10 = 14 N
(10exposant7) / 14 714285
Il faut donc 714285 ballons pour soulever une voiture d'une tonne.
Bonsoir,
Il en faut vraiment beaucoup mais quand même pas autant. Le problème est que ton raisonnement est tout à fait faux.
Je te propose de chercher quel poids peut soulever 1 ballon de 10 litres d'hélium.
Deux questions : (pas obligatoirement les valeurs, tu peux répondre littéralement si tu veux)
. quel est le poids d'un ballon ?
. quelle est la poussée d'Archimède sur un ballon ?
pour le poids d'un ballon, j'ai fait:
= x d = 1 x (4/29) = 4/29 g.l-1
m = V x = 10 x (4/29) = 1.4 g soit
1.4x10 exposant -3
Pour la poussée d'archimède:
P = m x g = 1.4 x 10 exposant-3 x 10 =
1.4 x 10 exposant-2
Quelle est la masse volumique de l'air. Tu en as besoin si tu utilises la densité par rapport à l'air de l'hélium.
Autre méthode : quelle est la quantité de matière d'hélium dans un ballon de 10 litres ? Tu connais la masse molaire de l'hélium. D'où la masse. D'où le poids d'un ballon de 10 litres.
Au choix (le résultat est évidemment le même)
Ok. Alors si je choisi la seconde méthode, j'obtiens:
n= V/ Vm = 10/24.4 mol
m = M x n = 4 x (10/24.4) = 40/24.4 g
Donc la masse d'un ballon est de 40/24.4 g
La poussée d'archimède d'un ballon:
P= m x g = (40/24.4) x 10 exposant-3 x10=
(40/24.4)x 10 exposant-2 N
C'est ça ?
24,4 ?
On utilise habituellement soit 22,4 litres à 0 °C soit 24 litres à 20 °C
Mais tu trouves la masse d'un ballon. Hier à 19 h 00 je t'ai demandé le poids d'un ballon.
Et avant de refaire la poussée d'Archimède, relis dans ton cours comment on la calcule. Elle est numériquement égale au poids du volume d'air déplacé.
Ok. Donc je refais mon calcul de la masse avec 24.
Au résultat je trouve que la masse d'un ballon est 40/24 g.
Aprés, grâce à la masse je calcule le poids; et je trouve 40/24 x10 exposant-2 N.
Quand vous m'avez dit que la poussée d'Archimède est "numériquement égale au poids du volume d'air déplacé." Cela signifie que lorsque je trouve le poids d'un ballon je trouve également sa poussée d'Archimède, non ?
Oui, le poids d'un ballon est (40/24).10-2 N
Non, quand on connaît le poids d'un objet on ne connaît pas la poussée d'Archimède qui s'exerce sur lui.
Quelle est la poussée d'Archimède sur le ballon ? Ou, quelle est le poids d'un volume de 10 litres d'air dans les mêmes conditions de pression et de température ?
c'est 1.3 kg/mètre cube.
Donc ça donne:
P=1.3 x 10 exposant-3 x 10 = 13x10 exposant -2 N
Donc le poids d'un volume de 10 litres d'air est de 13x10 exposant -2 N. Cela représente la poussée d'Archimède sur 1 ballon non ?
Donc deux forces sur un ballon de 10 litres :
. Son poids (on oublie l'enveloppe du ballon, les cables ou suspentes...) : 1,67.10-2 N
. La poussée d'Archimède : 13.10-2 N
Ces deux forces ont la même direction : la verticale, mais n'ont pas le même sens.
Le poids est dirigé vers le bas.
La poussée d'Archimède est dirigée vers le haut.
Dans quel sens est dirigée la résultante des deux forces et quelle est son intensité ?
La résultante sera vers le haut masi je ne sais pas calculer son intensité... est-ce-que je dois faire 13x10exposant -2 - 1.67 x 10 exposant -2 ?
Cela me donne : 1.133 x 10 exposant -1 N
C'est cette force dont est capable un ballon de 10 litres : il est capable de soulever un poids de 1,133.10-1 N
Combien de ballons faut-il pour soulever une voiture de 1 tonne ou 1 000 kg c'est-à-dire une voiture dont le poids est 10 000 N ?
il en faut 10000 / (1.133 x 10 exposant -1) = 8.82612 x 10 exposant 4 soit environ 88261,2 soit 88262 ballons !!!!!!
C'est bien ça ???
Il est hasardeux de donner trop de chiffres significatifs.
L'énoncé ne parle pas de la température, oublie les poids des enveloppes des ballons et des supentes... Pour ma part à 20 °C j'utiliserais plutôt une masse volumique de l'air d'environ 1,2 kg.m-3 ou 1,2 g.L-1... ce qui change très vite le nombre de ballons nécessaires (environ 97 000 ballons)
La réponse est donc d'un peu moins de 100 000 ballons.
Bravo, tu t'es bien accroché(e) à ce problème !
:D
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