Current TV: Embedded with Common
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Eben bei Mishoo the Drumkit gefunden: Current TV ist mit Common unterwegs – und ich steh’ auf Common.
Der “Ballonjunge” und die Physik…
(Photo via Newsday)
Ich erspare mir die Vorgeschichte, da wohl 99% aller Menschen mit TV, Internet, Radio oder Freundeskreis in den letzten Tagen die Geschichte des Ballonjungen (Hier nochmals der Fotostream der FAZ) gehört, gelesen oder gesehen haben.
Wie so oft, wurde bei dem ganzen Aufruhr um das wegfliegende Kind ein klitzekleiner Aspekt vergessen, der uns doch schon so oft viel Aufregung und sinnlose Worte erspart hätte – die Physik. Ihres Zeichens Naturwissenschaft und Grundlage für alle fliegenden Kinder in Ballons auf diesem Planeten.
Zum Glück gibt es aber Menschen wie Adam Weiner, der schon in seinem Buch Don’t Try This At Home!: The Physics of Hollywood Movies ganz genau hinschaut, wenn in der Flimmerkiste Sachen oder Menschen plötzlich davon fliegen.
Eben dieser Adam Weiner hat sich nun auch ganz sachlich an der Geschichte mit dem Ballonjungen in Bezug zur physikalischen Auftriebskraft zu Schaffen gemacht – und das sieht dann aus wie folgt:
Zuerst Archimedes:
Die Auftriebskraft eines Körpers in einem Medium ist genauso groß wie die Gewichtskraft des vom Körper verdrängten Mediums.
B = DVg (D = Dichte der verdrängten Luft [1.3 kg/m³] , V = Volumen, g = Beschleunigung in Bezug auf die Erdanziehung [9.8 m/s³]
Dann das zweite Newton’sche Gesetz:
B – Mg = Ma (Mg = Gewicht des Ballons + Insassen)
Folglich muß Mg als Auftriebskraft größer sein als B, um eine Aufwärtsbewegung a hervor zu rufen.
Die Abmessungen & das Volumen des Ballons:
Volumen einer “flachen Sphäre”: V = 4/3Àb²c
b = 2,2 Meter (horizontaler Radius) / c = 1,0 Meter (vertikaler Radius) → V ≈ 20m³
Daraus resultierende Auftriebskraft:
B = (1.3 kg/m³ )(20 m³ )(9.8 m/s³ ) = 255 N ≈ 26,0 Kilogramm
Die Endabrechnung:
Annahme: Ein 6-jähriger Junge wiegt ca. 18,0 kg.
Gewicht des Heliums im Ballon: D = 0.18 kg/m³W = Mg = DVg = (.18 kg/m³ )(20 m³ )(9.8 m/s³) = 35 N ≈ 3,5 Kilogramm
Folglich bleiben (26,0kg-3,5kg-18kg) also ca. 4,5 Kilogramm über. Der Junge hätte also zumindest vom Boden abheben können, wenn der Ballon nicht mehr als rund 4 Kilogramm gewogen hätte. Damit wäre das geklärt und wir lehnen uns wieder ganz sanft zurück in den TV-Sessel.
Die orginale Rechnung in englisch und in Pfund gibt’s auf Popular Science.