Soru:
Bulutların Ağırlığına Karşı Kütlesi
Mirkules
2014-07-10 11:02:03 UTC
view on stackexchange narkive permalink

İnternette ortalama bir bulutun 1 milyon pound ağırlığa sahip olduğunu söyleyen bir ifadeyle karşılaştım. Asıl sorum şu, bir bulutun Dünya üzerinde gerçekten ağırlığı var mıdır yoksa "ağırlık" terimi "kütle" anlamına gelen konuşma dilinde bir ifade miydi?

Anladığım kadarıyla ağırlık bir kuvvettir W = kütle × yerçekimi veya esasen F = ma olarak tanımlanır. Bulut düşmediğinden, ivmesi 0'dır - yani, Dünya'nın yerçekimi tarafından uygulanan -9,8 m / s 2 ivmesi, bulutun oluşması için başka bir eşit ve zıt kuvvet tarafından dengelenmelidir. havada durağan olması, dolayısıyla F = ma'nın "a" kısmı 0'dır, bu nedenle F ve dolayısıyla ağırlık 0 olmalıdır. Bu düşünce doğru mu?

Ancak, durum değiştiğinde gazdan sıvıya - yani yağmur yağmaya başladığında - sıvı haldeki su molekülleri açıkça ağırlığa sahiptir. Öyleyse ikincil sorum, bir molekülün durumunun değişmesi ağırlığını etkiler mi? "Havadan daha hafif" olan gazlar için ağırlıkları negatif mi? (Kuvvet denklemi yüzünden evet olduğundan şüpheleniyorum).

"Gördüğünüz" bulutların hepsinin sıvı su olduğuna dikkat edin - su buharının kendisi şeffaftır. Ancak bulut damlacıkları o kadar küçüktür ki, yukarı yönlü harekette asılı kalırlar.
Öncülünüzdeki en büyük kusur, yerçekiminin net hızlanma için kafa karıştırıcı olmasıdır. F = ma = 0 çünkü net ivme 0, ancak yerçekimi hala kabaca -9.81 m s $ ^ {- 2} $ $ \ hat {\ mathbf {k}} $. Bunu doğrulamak için, bir tartı üzerinde durun ve hareketsiz durun. Net ivmeniz 0, ancak hala ağırlığınız var. $ g \ ne a_ {net} $, viskoz olmayan serbest düşüş dışında.
Söz konusu makaleye bağlantı: http://mentalfloss.com/article/49786/how-much-does-cloud-weigh Ayrıca, bu yaklaşık 1 km küplük bir kümülüs bulutuna dayanmaktadır.
Iki yanıtlar:
decvalts
2014-07-10 15:19:42 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Fizik ve mühendislik dallarında kullanılan farklı ağırlık duyuları vardır. En katı fiziksel anlamda "ağırlık", W = mg olarak verilir. ör. ağırlık, tek başına yerçekiminden kaynaklanan bir nesne üzerindeki kuvvettir. Bulutlar, yerçekiminden kaçmak için Dünya'dan yeterince uzak olmadıklarından bu anlamda "ağırlıksız" değildirler.

Bulutların gökyüzünde yukarıda kalmasının nedeni, sizin de dediğiniz gibi, onlara eşit ve zıt bir kuvvet, yani çevreleyen havanın kaldırma kuvveti tarafından etki edildikleri içindir. Yağmur damlaları, bir tür çekirdek etrafında yoğunlaşan su moleküllerinden oluşur (örneğin bir toz zerresi). Bu, bulutun soğuması veya havanın o özel "parselinin" nem taşıma kapasitesini azaltan daha düşük basınçlara kaldırılmasıyla tetiklenir.

Buluttaki su moleküllerinin dizilişi onu havada yüzdürmek için yeterince hafif hale getirirken, aynı moleküllerin yağmur damlalarındaki düzenlemeleri öyle değildir - dolayısıyla düşmeye başlarlar.

Benzetme yapmak gerekirse, bir geminin devasa kütlesine rağmen batmaz olduğu gerçeğini düşünürdüm, ancak gemiyi aynı kütleye sahip bir çelik yığın halinde "yoğunlaştırırsanız", açıkça batar. ağırlığı aynı kalır, ancak kütle kaldırılmamıştır ve g değeri değişmemiştir. Yani ikinci sorunuza cevap vermek gerekirse, hayır, faz değişiklikleri ağırlığı etkilemez. (Kesin konuşursak, kuantum fiziğinde yapabilir - ancak burada miktar önemsizdir)

"Havadan daha hafif" olan gazlar sonunda atmosferin bir bölümüne yerleşecektir çevreleyen gazların aynı yoğunlukta olduğu yer. Ağırlıksız değiller ve negatif ağırlıkları da yok. Moleküller, Dünya'nın yerçekimi nedeniyle hala bir kuvvet yaşıyor.

Aslında Physics Stack Exchange'de daha iyi bir yanıt alabilirsiniz.
Dünyadaki bir bulutu (çok küçük bir bulut) tartmak istiyorsanız: Bulutu güçlü bir kapta kapatın. Kabı bir vakum odasına bir dizi teraziye yerleştirin. Boş konteynerin ağırlığını çıkarın ve artık bulut ağırlığınız var :)
Ahh, eksik olan kısmın W'nin yalnızca yerçekiminin etkileriyle tanımlandığı gerçeğini görüyorum - W = mg'nin F = ma ile aynı olduğunu varsaydım, ancak "a" tüm kuvvetlerin toplamı, oysa g sadece bir kuvvet, yani yerçekimidir. Başka bir deyişle, mantıklıysa, F = W = ma = mg olduğunu, ancak a'nın g olmadığını (g a olsa bile) varsaydım.
jeffB
2019-03-07 23:19:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Hayır, bulutun ağırlığı sıfır olamaz; eşdeğer hava hacmi ile yaklaşık olarak aynı olmalıdır. Hava artı görünür madde paketi, etrafındaki havadan daha hafifse (daha az yoğunsa) yükselecektir; daha ağırsa (daha yoğunsa) düşecektir.

Havada asılı duran su damlacıkları veya kristaller (veya duman parçacıkları veya her neyse) nedeniyle bulutlar görülebilir. Süspansiyon halindeki sıvı veya katı maddeyi tutan hava, tüm diğer şeyler eşit olduğunda "boş havadan" daha yoğun olacaktır - ancak buluttaki hava daha sıcak veya çevreleyen havadan daha nemli (su buharı havadan daha az yoğun olduğu için), az çok nötr kaldırma kuvveti elde etmek kolaydır.

Yani evet, bulutlar büyük ve ağırdır - ama onlar Daha da büyük ve ağır olan atmosferde kolayca yüzer!



ⓘ
Bu Soru-Cevap, otomatik olarak İngilizce dilinden çevrilmiştir.Orijinal içerik, dağıtıldığı cc by-sa 3.0 lisansı için teşekkür ettiğimiz stackexchange'ta mevcuttur.
Loading...