Als ik een bol vacuum trek (vacuum is lichter dan lucht), waarom gaat die dan niet omhoog?

Martin, 65 jaar
7 oktober 2011

Als ik een grote,stevige, lichte bol vul met helium, dan gaat hij omhoog omdat helium lichter is dan lucht. Mijn vraag is: als ik diezelfde bol vacuum trek (vacuum is zeker lichter dan lucht), waarom gaat die dan niet omhoog?

Antwoord

Dag Martin

Dit zou zeker werken, op voorwaarde dat je bol erg stevig is, volledig dicht zodat er geen lucht in kan gezogen worden en licht genoeg. De bol moet zo stevig zijn om niet door de buitendruk platgeduwd te worden. Met helium heb je nog druk van binnenuit die tegen de bol duwt om te compenseren voor de buitendruk door de atmosfeer (en dat is een grote druk, herinner je die Maagdenburgse halve bollen die niet eens door een stel paarden uiteen konden getrokken worden). De bol wordt dus niet platgeduwd als er helium in zit, terwijl dat al moeilijker zou zijn als er binnenin niets zit om te drukken tegen de buitendruk. Om te zorgen dat je bol niet platgeduwd wordt door de buitendruk heb je dus een heel stevige bol nodig, maar die mag dan weer niet te zwaar zijn. Dat "licht zijn" van vacuüm t.o.v. helium is niet voldoende, omdat die omgevende bol zelf ook mee omhoog moet.

Om een bol de lucht in te krijgen moet de opwaartse stuwkracht (zie Archimedes) groter zijn dan de zwaartekracht op het geheel. De opwaartse stuwkracht in lucht is ρomgevende lucht . Vbol . g (de massadichtheid van de omgevende lucht maal het uitwendige volume van de hele bol maal de zwaarteveldsterkte). Hoe groter het volume, hoe groter de opwaartse stuwkracht, maar je moet natuurlijk ook rekening houden met de zwaartekracht die dan ook groter wordt. Die denkbeeldige bol van jou die vacuüm gezogen zou zijn, moet dus stevig genoeg zijn om door die grote buitendruk niet platgeduwd te worden, terwijl hij niet zo zwaar mag zijn dat de zwaartekracht groter wordt dan de opwaartse stuwkracht. Praktisch is dat moeilijk uitvoerbaar en heb je met helium een veel beter resultaat. Met helium is een heel lichte ballonstof voldoende om het helium binnen en de lucht buiten te houden. Van buitendruk moet een heliumballon zich niets aantrekken, want daar gaat zijn eigen druk wel tegenin.

Reacties op dit antwoord

Er zijn nog geen reacties op deze vraag.

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Zoek andere vragen

© 2008-2019
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen