Slik spiller du Ballongløft
- Velg en ferd og les volumet, tetthetene og massene på kortet.
- Luft skyver oppover med tyngden av lufta ballongen fortrenger, ρ_air·g·V; gassen inni veier ρ_in·g·V. Løftekraften er forskjellen.
- Ballongen letter når løftekraften når tyngden av alt annet: gummi, kurv, last. Skriv forutsigelsen og trykk på Start.
- Se på søylene: ballongen forlater bakken i det øyeblikket den blå søylen tar igjen den grå.
Hvorfor stiger en ballong?
Arkimedes' lov gjelder også i luft. Lufta trykker litt hardere under en ballong enn over den, og forskjellen er en kraft oppover som er like stor som tyngden av lufta ballongen fortrenger, ρ_air·g·V. En kubikkmeter luft ved bakken har en masse på bare omtrent 1,2 kg, så gassen inni må være mye lettere enn luft for at noe skal stige. Helium, med 0,18 kg/m³, gir omtrent 1 kg løftekraft per kubikkmeter. Varm luft virker fordi luft utvider seg når den varmes: ved samme trykk synker tettheten når temperaturen i kelvin stiger, og ρ·T holder seg lik, så luft på 100 °C er omtrent en femtedel lettere enn luft på 20 °C. I begge tilfeller er løftekraften (ρ_air − ρ_in)·g·V, og den må bære hylsteret, kurven og lasten. Derfor er varmluftsballonger enorme, og derfor bærer de mindre på fjellet eller på varme dager, der uteluften er tynnere.
En avgrenset læringsmodell
Luft har 1,2 kg/m³ ved bakken ved 20 °C og 1,0 kg/m³ på høysletta; helium har 0,18 kg/m³. Festballongene og heliumhylsteret fylles jevnt i 2 s. Brenneren i varmluftsballongen varmer lufta jevnt i 2 s, fra tettheten ute ned til den oppgitte, eller fra 20 °C opp til temperaturen din, med ρ·T holdt likt i kelvin. Ballongen letter nøyaktig når (ρ_air − ρ_in)·V når massen den bærer (innenfor 0,05 % letter den fortsatt); da stopper fyllingen eller oppvarmingen, og den vises mens den stiger i 1,5 s. Størrelsen på hylsteret og hvordan lufta endrer seg med høyden er utelatt, og ingenting er i målestokk. Antallet ballonger må være det minste som flyr; en last, en temperatur eller et volum må lette og ha høyst 2 % til overs. g = 9,8 m/s². Spilles i sanntid.