Palloncino di elio ancorato al suolo: datemi una mano a ragionare...
Ragazzi vi prego datemi una mano a comprendere meglio un'ipotetica situazione:
Immaginiamo di avere un palloncino di elio ancorato al suolo mediante una corda con lunghezza fissa, attaccata quest'ultima ad una sorta di sensore di pressione.
Un sensore che dovrebbe rilevare la forza (di risalita) esercitata dal palloncino di elio.
Secondo voi se il suolo si spostasse lentamente verso l'alto o verso il basso il sensore rileverebbe "temporaneamente" variazioni nella forza esercitata dal palloncino ?
Se SI dovrei calcolarmi in maniera istantanea questa forza (forza di Archimede meno forza peso) e per farlo dovrei conoscere i pesi specifici dell'aria umida (quindi pressione atmosferica, temperatura e umidità relativa), il peso del palloncino (struttura + elio al suo interno) e peso specifico dell'elio (conoscendo la sua pressione interna e la temperatura).
Il problema è come faccio a inserire dei sensori all'interno di un palloncino ?
Avevo pensato di stampare in 3D il palloncino (dando una forma toroidale) ma avrei un oggetto troppo pesante per "volare".
Idee?
Spero possiate aiutarmi
Immaginiamo di avere un palloncino di elio ancorato al suolo mediante una corda con lunghezza fissa, attaccata quest'ultima ad una sorta di sensore di pressione.
Un sensore che dovrebbe rilevare la forza (di risalita) esercitata dal palloncino di elio.
Secondo voi se il suolo si spostasse lentamente verso l'alto o verso il basso il sensore rileverebbe "temporaneamente" variazioni nella forza esercitata dal palloncino ?
Se SI dovrei calcolarmi in maniera istantanea questa forza (forza di Archimede meno forza peso) e per farlo dovrei conoscere i pesi specifici dell'aria umida (quindi pressione atmosferica, temperatura e umidità relativa), il peso del palloncino (struttura + elio al suo interno) e peso specifico dell'elio (conoscendo la sua pressione interna e la temperatura).
Il problema è come faccio a inserire dei sensori all'interno di un palloncino ?
Avevo pensato di stampare in 3D il palloncino (dando una forma toroidale) ma avrei un oggetto troppo pesante per "volare".
Idee?
Spero possiate aiutarmi
Risposte
Ti potremmo dare una mano se si capisse qualcosa del tuo obiettivo.
Vuoi solo sapere se ci sono variazioni nella tensione della corda? In questo caso non occorre che ti scomodi, puoi trovare tutto quello che vuoi a tavolino, e cioè:
se il suolo (ma perchè poi il suolo? non può essere il punto di attacco della corda, decisamente più pratico?) si muove di moto uniforme (lentamente o no non importa), la tensione è la stessa. Se ha una accelerazione la tensione della corda varia di $ma$ dove $m$ è la massa del palloncino. Fine.
Ma ho il sospetto che ti interessi qualcosa d'altro...
Vuoi solo sapere se ci sono variazioni nella tensione della corda? In questo caso non occorre che ti scomodi, puoi trovare tutto quello che vuoi a tavolino, e cioè:
se il suolo (ma perchè poi il suolo? non può essere il punto di attacco della corda, decisamente più pratico?) si muove di moto uniforme (lentamente o no non importa), la tensione è la stessa. Se ha una accelerazione la tensione della corda varia di $ma$ dove $m$ è la massa del palloncino. Fine.
Ma ho il sospetto che ti interessi qualcosa d'altro...
Esatto voglio calcolare la tensione della corda e in effetti anche il punto di attacco della corda andrebbe bene.
Voglio calcolare in maniera autonomo il fenomeno del bradisismo vulcanico.
Il problema è che non so se il suolo si muove in maniera uniforme o meno.
(credo che sia una situazione molto variabile e dinamica)
A me serve però calcolare anche il più piccolo spostamento.
Spostamenti che però devo dinstinguere da una perdita (o un guadagno ) della quota del palloncino.
Se infatti varia il peso specifico dell'aria o dell'elio varia anche la tensione.
ecco dov'è il problema
Voglio calcolare in maniera autonomo il fenomeno del bradisismo vulcanico.
Il problema è che non so se il suolo si muove in maniera uniforme o meno.
(credo che sia una situazione molto variabile e dinamica)
A me serve però calcolare anche il più piccolo spostamento.
Spostamenti che però devo dinstinguere da una perdita (o un guadagno ) della quota del palloncino.
Se infatti varia il peso specifico dell'aria o dell'elio varia anche la tensione.
ecco dov'è il problema
Non vorrei scoraggiarti, ma mi sembra una strategia fallimentare.
Il bradisismo, leggo, implica velocità dell'ordine di $1(cm)/(\a\n\n\o)$, ossia dell'ordine di $10^-9m/s$.
Il tuo metodo, come si è detto, può rilevare solo accelerazioni, che qui non so quanto passano essere, ma se quella velocità si ottiene, da fermo, in un anno - per dire - dà una accelerazione dell'ordine di $10^-16 m/s^2$, un valore che, credo, per te sia fuori portata (e forse anche per la NASA).
Per quanto ne so, in questi casi si fanno misure di posizione, con laser o GPS, molto più abbordabili
Il bradisismo, leggo, implica velocità dell'ordine di $1(cm)/(\a\n\n\o)$, ossia dell'ordine di $10^-9m/s$.
Il tuo metodo, come si è detto, può rilevare solo accelerazioni, che qui non so quanto passano essere, ma se quella velocità si ottiene, da fermo, in un anno - per dire - dà una accelerazione dell'ordine di $10^-16 m/s^2$, un valore che, credo, per te sia fuori portata (e forse anche per la NASA).
Per quanto ne so, in questi casi si fanno misure di posizione, con laser o GPS, molto più abbordabili
Nell'area che dovrò analizzare il suolo potrebbe subire sollevamenti di 40 cm nell'arco di 8-10 ore.
E' più fattibile ?
E' più fattibile ?
Misurando l'accelerazione penso proprio di no. Se misuri la posizione, direi certamente di sì.
la mia idea iniziale era di avere questo palloncino in sospeso cercando un equilibrio tra forza peso e forza di archimede.
Essendo in un ambiente in cui i pesi specifici dei due gas possono variare arei operato in due modi:
A) variando la pressione interna al palloncino di elio (immettendo o togliendo elio) attraverso una bombola ausialire
B) variando la temperatura dell'ambienete in cui si trova il palloncino
Con il metodo "A" il pallone pesa troppo, con il metodo "B" mi costerebbe un botto avere la giusta temperatura nell'ambiente.
Come procedo ? :/
Essendo in un ambiente in cui i pesi specifici dei due gas possono variare arei operato in due modi:
A) variando la pressione interna al palloncino di elio (immettendo o togliendo elio) attraverso una bombola ausialire
B) variando la temperatura dell'ambienete in cui si trova il palloncino
Con il metodo "A" il pallone pesa troppo, con il metodo "B" mi costerebbe un botto avere la giusta temperatura nell'ambiente.
Come procedo ? :/
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