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  • 1 # 俗雅科學

    我覺得是需要消耗能量的,而且是有外力做功,轉化為勢能。此為個人觀點,敬請指正。

    為了說明我的觀點,先做一個小的假設:氣球在上升過程中,大小是不變的,(實際上因為大氣壓力變化,氣球大小是變的),同時,在相對低空的地方,空氣密度不變。為了方便解釋,先做這個假設。下面具體解釋。

    我們先說說開始時,氣球的受力情況。主要有兩個,一個是重力G,一個是浮力F,此時,浮力大於重力,氣球會向上飄。按照我們的假設,氣球浮力F是不變的(F=ρVg,密度,體積,重力加速度都是不變的),重力G也是不變的,在向上飄過一段高度h以後,氣球的勢能變大了,還有動能了,(過程中,空氣摩擦消耗一些能量),這些能量應該都是F-G這個力做的功。

    也就是說,是空氣給氣球做功,給氣球能量。

    如果覺得不好理解,我們換個角度來說。

    剛才說了最初的狀態,再說最終狀態。我們選取上升的某一高度時的氣球當作最終狀態分析。氣球勢能變大,且有動能,好像看不出來哪裡來的。 我們再把最初狀態和這裡的最終狀態放到一起看,把過程忽略,其實就是把最終狀態下氣球佔據的那團空氣,與最初狀態下的氣球換了個位置!是這團空氣的勢能轉化成了氣球的勢能和動能。(要注意,這團空氣質量大,氣球質量小,所以,空氣的勢能,可以轉成氣球的勢能➕動能)

    最後說說開始的假設,其實沒有假設,整個過程還是一樣的,只是氣球上升體積變化,受力有點不同,但是不影響結論的推到,感興趣的朋友可以進一步分析,加深理解。

    現在應該比較清楚了吧。

  • 2 # 上善若水3991798753

    我感覺“四季常青人常說”的解釋有些不確。1.氫氣球的浮力不是不變的,那樣,氫氣球就會無休止地上升,2.浮力公式也不對,那是阿基米德原理,是表示空間中只有空氣,比如船體的排水量就是它的浮力,這時忽略了空氣的重量,所以氫氣球的浮力公式應該是

    F=(p1-p2)Vg

    其中,p1是空氣的密度

    p2是氫氣的密度

    因為p1大於p2,所以浮力為正,所以氫氣球上升,但當氫氣球上升過程中,由於空氣密度不斷減少,浮力就越來越小,氫氣球也就不能上升了,到p1=p2時,這時稱為浮力與重力平衡,氫氣球應該靜止在空中。

    要問是誰轉換成氫氣球的勢能就很清楚了,浮力F=(P2)Vg.,浮力做的功P=FH,其中H上氫氣球上升的高度,也就是氫氣球具有的勢能。

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