Kelluminen

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Eli tällainen asia jäi vaivaamaan:
Vedessä kellumiseen tai uppoamiseen vaikuttaa se onko vedessä olevan esineen tiheys (eli g/cm^3) suurempi vai pienempi kuin veden.
Tarkoittaako tämä sitä että kellumisen kannalta ei ole väliä sisältääkö esine(esim. pullo) ilmaa vai ei(alipaine sisällä), jos esineen muoto ei muutu?

Jos asia on näin niin miksi ihminen uppoaa vedessä jos hän hengittää keuhkonsa tyhjiksi? Ihmisen muoto kun ei yleensä paljoa muutu ulos hengittäessä.

Sivut

Kommentit (31)

Vierailija

Kyllähän sillä on väliä, mitä pullon sisällä on, onko siellä esim. vetyä tai heliumia vai tavallista ilmaa. Ilman kanssa juuri ja juuri vettä raskaampi pullo voi hyvinkin kellua heliumilla täytettynä.

3-14159
Jos asia on näin niin miksi ihminen uppoaa vedessä jos hän hengittää keuhkonsa tyhjiksi? Ihmisen muoto kun ei yleensä paljoa muutu ulos hengittäessä.

Kun ihminen puhaltaa keuhkonsa tyhjiksi, lähtee sieltä monta litraa ilmaa pois. Tapahtunut tilavuuden muutos on kyllä merkittävä pinnalla pysymisen kannalta.

Vierailija

Mutta eihän pullon sisältö vaikuta sen tilavuuteen eikä painoonkaan, esim jos vertaa pulloa jossa on alipaine pulloon jossa on ilmaa (päin vastoin koska ilmallakin on paino). Tiheyshän on nimenomaan grammaa per kuutio centti. Kumpikaan näistä ei muutu jos pullon sisällä oleva kaasu muuttuu (paitsi paino aavistuksen jonka ei kuitenkaan pitäisi vaikuttaa )?

edit lisäys:
Eihän ihmisen ulkoinen tilavuus muutu paljoakaan ulos hengittäessä??

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704
Liittynyt16.3.2005
3-14159
Mutta eihän pullon sisältö vaikuta sen tilavuuteen eikä painoonkaan, esim jos vertaa pulloa jossa on alipaine pulloon jossa on ilmaa (päin vastoin koska ilmallakin on paino). Tiheyshän on nimenomaan grammaa per kuutio centti. Kumpikaan näistä ei muutu jos pullon sisällä oleva kaasu muuttuu (paitsi paino aavistuksen jonka ei kuitenkaan pitäisi vaikuttaa )?



Totta kai vaikuttaa. Jos täytät tavallisen lasipullon vedellä, niin se uppoaa, ja jos se on ilmalla täytetty, niin se kelluu.

Tiheys täytenä on (pullon massa+sisällön massa)/tilavuudella ja
tyhjänä (pullon massa)/tilavuudella

Näin niillä on eri tiheys.


edit lisäys:
Eihän ihmisen ulkoinen tilavuus muutu paljoakaan ulos hengittäessä??

Muuttuu se sen ilman verran! ja koska ihmisen tiheys on yleensä lähellä veden tiheyttä, niin tuo keukojen ilmatilavuus ratkaisee sen, onko ihminen tiheämpi kuin vesi vai ei.

Jos sorruin (taas) virheeseen, niin tukka varmaan vain oli silmillä, kuten kuva osoittaa...

Vierailija

Kyllä minun rintani kohoaa kaarelle, kun vetäisen keuhkoni täyteen ilmaa. Paisun siis suuremmaksi, mutta massani ei kasva juurikaan, koska keuhkoihin mahtuva ilmamäärä ei paina juuri mitään.

Syrjäytän siis enemmän vettä, kuin painan, joten kellun. Keuhkot tyhjänä taas rintakehäni painuu kasaan ja syrjäytän vähemmän vettä, mutta painan edelleen suurinpiirtein saman verran, joten olen vettä tiheämpi ja uppoan.

Oletetaan, että ilma ei paina yhtään mitään ja ihminen on keuhkot puolillaan tasan tarkkaan yhtä tiheä kuin vesi. 60 kiloinen ihminen siis syrjäyttää 60 kuutiodesimetriä vettä. Jos keuhkoihin mahtuu 4 litraa ilmaa ja ihminen puhaltaa niistä pois 2 litraa, eli keuhkonsa tyhjäksi, hänen rintakehänsä puristuu kasaan 2 kuutiodesimetrin verran.

60 / 58 = 1.03

Ihminen olisi siis keuhkot tyhjänä 3% tiheämpää kuin vesi. Se riittää siihen, että alkaa uppoamaan.

60 / 62 = 0.97

Keuhkot täynnä ihminen on vastaavasti 3% kevyempi kuin vesi ja se riittää, että naama pysyy veden pinnan yläpuolella, kun pikkuisen käsillä heiluttelee.

Periaatteessa homma menee suoraan niin, että jos 170 senttiä pitkä jätkä kelluu keuhkot täynnä pystysuorassa, niin päälaesta näkyy 5 senttiä veden pinnan yläpuolella. Voit testata asiaa uimahallissa, jos pidät jalat suorana ja lopetat veden polkemisen. Saattaa näkyä enemmänkin, koska ihmisessä yleensä on rasvaa, joka on vettä kevyempää.

Koska vesi puristuu kasaan niin äärettömän vähän, pienikin muutos kehon tiheydessä vaikuttaa paljon syvyydessä. Päästät ulos litran ilmaa keuhkoista, niin hetken päästä varpaasi koskettava altaan pohjaa, kunhan vaan olet liikkumatta.

Kysymys kuuluu:

Miksi pyörän pumpulla täytetty ilmapallo ei nouse ylös? Sehän paisuu suureksi ja syrjäyttää enemmän ilmaa, kuin mitä sen ohut kumikuori painaa.

Osaatteko vastata?

Vierailija
Veikko

Miksi pyörän pumpulla täytetty ilmapallo ei nouse ylös? Sehän paisuu suureksi ja syrjäyttää enemmän ilmaa, kuin mitä sen ohut kumikuori painaa.

Miten nuo nyt liittyvät toisiinsa?

Mitä merkitystä sillä on kuinka paljon kumikuori painaa ja kuinka paljon ilmaa syrjäytetään?

Ilmapallon kokoinen ilmamollukka painaa tasan yhtä paljon on sillä ne kuoret päällä tai ei. Ja kummassakin tapauksessa ne kuoret tipahtavat aivan varmasti lattialle.

Veikkosella taitaa kuitenkin olla tässä kysymyksessä ketunhäntä kainalossa tuossa pyöränpumppu oletuksessaan, luulen ma.

Jospa minä tässä sisällä nyt puhallan erittäin ohuesta tehdyn erittäin suuren ilmapallon (kondomin ehkä ) aivan täyteen ja sidon sen solmuun ja vielä varmuuden vakuudeksi leikkaan saksilla irti sen rengasosan (ya'know). Kävelen tuohon parvekkeelle (viides kerros) ja heitän sen pallukan pihalle. Ulkona on parikymmentä astetta pakkasta.

Mitäs nyt tapahtuu (sen lisäksi, että siitä puhaltamisesta ja puhkumisesta johtuen kärsin hyperventilaatiosta muutaman minuutin)? Tipahtaako pallo heti maahan vai nouseeko taivaisiin ja miksi?

Älkää kokeilko tätä vedellä täytetyllä kondomilla! 15 litran vesipallukka tekee rumaa jälkeä naapurin auton katolle! Minä tiedän - kokemuksesta.

Vierailija
Veikko
Miksi pyörän pumpulla täytetty ilmapallo ei nouse ylös? Sehän paisuu suureksi ja syrjäyttää enemmän ilmaa, kuin mitä sen ohut kumikuori painaa.

Koska ilmapallon massa ei tule pelkästään kumikuoresta. Myös sisällä oleva ilma painaa (Kuutiosentti ilmaa painaa noin 1,2 mg. Paino vaihtelee paineen ja lämpötilan mukaan, joten tuo on vain esimerkin vuoksi annettu arvo.) joten ilmapallon massa on kumikuoren massa + sen sisältämän ilman massa ilmapallon sisälle puhallettu ilma painuu myös hieman kasaan, jolloin sen massa on suurempi kuin vastaavan tilaavuden verran ympäröivää ilmaa.

Pelkällä logiikalla voit jo päätellä että ilmapallo sisältöineen painaa enemmän kuin sen syrjäyttämä ilmamäärä.

Vierailija
Phony

Jospa minä tässä sisällä nyt puhallan erittäin ohuesta tehdyn erittäin suuren ilmapallon (kondomin ehkä ) aivan täyteen ja sidon sen solmuun ja vielä varmuuden vakuudeksi leikkaan saksilla irti sen rengasosan (ya'know). Kävelen tuohon parvekkeelle (viides kerros) ja heitän sen pallukan pihalle. Ulkona on parikymmentä astetta pakkasta.

Mitäs nyt tapahtuu (sen lisäksi, että siitä puhaltamisesta ja puhkumisesta johtuen kärsin hyperventilaatiosta muutaman minuutin)? Tipahtaako pallo heti maahan vai nouseeko taivaisiin ja miksi?


Sanoisin että pallo putoaa.
Hengitysilma sisältää huomattavan paljon enemmän vettä kuin kuiva pakkasilma, jolloinka se pallon sisällä oleva ilma on raskaampaa kuin ulkoilma.

Vierailija

Alkuperäiseen kysymykseen;

Ihminen keuhkot täynnä on tilavuudeltaan suurempi, kuin keuhkot tyhjänä. Sen takia tiheys muuttuu. Jonnekin sen ilman on mentävä.

Ilmapallo-kysymyksissä pitää muistaa että ilmalla täytetty ilmapallo painaa tyhjää palloa enemmän. Ilma puristuu kasaan ja ilmapallon sisällä olevan ilman tiheys on suurempi kuin ulkopuolella.

Sisällä täyteen puhallettu kondomi voisi ulkoilmassa nousta ylöspäin alkuun kuten kuumailmapallo. Viimeistään jäähtyessä tipahtaa sitten alas.

Vierailija
Tonivee
Alkuperäiseen kysymykseen;

Ihminen keuhkot täynnä on tilavuudeltaan suurempi, kuin keuhkot tyhjänä. Sen takia tiheys muuttuu. Jonnekin sen ilman on mentävä.


Eli metalli pullon (pullon joka kestää painetta) kellumiseen ei vaikuta millään tapaa se onko siellä alipainetta vai painetta sisällä, koska sen tilavuus ei muutu?

luonnonystävä
Seuraa 
Viestejä215
Liittynyt18.3.2005
3-14159
Tonivee
Alkuperäiseen kysymykseen;

Ihminen keuhkot täynnä on tilavuudeltaan suurempi, kuin keuhkot tyhjänä. Sen takia tiheys muuttuu. Jonnekin sen ilman on mentävä.


Eli metalli pullon (pullon joka kestää painetta) kellumiseen ei vaikuta millään tapaa se onko siellä alipainetta vai painetta sisällä, koska sen tilavuus ei muutu?

Kyllä vaikuttaa. Jos kappaleen (pullon) tilavuus pysyy vakiona, niin sisällön massa vaikuttaa kappaleen tiheyteen.

Vierailija

Olisiko mahdollista muuten luoda teoriassa paikallaan pysyvä(y-akselin suhteen) ilmapallo?

Ensin laskettaisiin ilmapallon paino. Sitten tehtäisiin ilma-helium seos jossa on nostetta juuri tasan ilmapallon painon verran. Gravitaatio vs. noste-yhtälö olisi tasan nolla jolloin pallo ei tippuisi eikä nousisi.

Vierailija
luonnonystävä
3-14159
Tonivee
Alkuperäiseen kysymykseen;

Ihminen keuhkot täynnä on tilavuudeltaan suurempi, kuin keuhkot tyhjänä. Sen takia tiheys muuttuu. Jonnekin sen ilman on mentävä.


Eli metalli pullon (pullon joka kestää painetta) kellumiseen ei vaikuta millään tapaa se onko siellä alipainetta vai painetta sisällä, koska sen tilavuus ei muutu?



Kyllä vaikuttaa. Jos kappaleen (pullon) tilavuus pysyy vakiona, niin sisällön massa vaikuttaa kappaleen tiheyteen.

Eli pullo uppoaa paremmin täynnä ilmaa koska ilma painaa? vai?

bosoni
Seuraa 
Viestejä2704
Liittynyt16.3.2005
3-14159

Eli pullo uppoaa paremmin täynnä ilmaa koska ilma painaa? vai?

Jep, vaikka ei se ilma ihan hirveästi paina. Oliko jotain 3kg/m³ luokkaa. Jos sinulla olisi tarpeeksi kevyt alipainetta kestävä pullo, niin se lähtisi leijumaan.

edit: se ilman tiheys olikin n.1,2kg/m³.

Jos sorruin (taas) virheeseen, niin tukka varmaan vain oli silmillä, kuten kuva osoittaa...

Vierailija
tupakka
Olisiko mahdollista muuten luoda teoriassa paikallaan pysyvä(y-akselin suhteen) ilmapallo?

Ensin laskettaisiin ilmapallon paino. Sitten tehtäisiin ilma-helium seos jossa on nostetta juuri tasan ilmapallon painon verran. Gravitaatio vs. noste-yhtälö olisi tasan nolla jolloin pallo ei tippuisi eikä nousisi.


Tuollaista tuli joskus lapsena yritettyä tavallisilla heliumilmapalloilla. Klöntti muovailuvahaa narun päähän ja kokeilemaan; jos pallo nousee, lisätään vahaa, jos laskee, otetaan pala vahaa pois. Hemmetin vaikeaa. Muutaman minuutin ajan pallo saattoi pysyä melkein paikoillaan, mutta aina se loppujen lopuksi joko nousi tai laski. Siinä vaiheessa homma oli enää joistakin milligrammoista kiinni; hiekanjyvän kokoinen pala vahaa lisää, pallo laski... samankokoinen pala pois, ja pallo nousi. Enää ei hienomotoriikka riittänyt.

Vierailija

Vastaavaa tuli väsättyä vesipallojen kanssa. Ilmapalloon vettä, vähän ilmaa ja sopiva paino. Sitten sadevesisaavin äärelle ja kirurgin kädellä pallo oikealle syvyydelle. Joskus se pysyi ihan kymmeniä sekunteja lähes paikallaan, kunnes sitten ihme innolla joko nousi pintaan tai putosi pohjaan.

Oletteko muuten kokeilleet laitesukellusta? Voipi tehdä samoja kokeita ihan itsellään. Vähän ilmaa liiviin tai keuhkoon, ja alat nousta ylemmäs. Ja jos et sitä puhalla vähemmäksi, ponnahdat kuin korkki pintaan. Ihmeellinen asia tuo paine.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat