- ベストアンサー
ヘリウム風船の浮力のエネルギーは何処から供給されているのか?
- ヘリウム風船がいつまでも浮いているエネルギーの供給源について気になっています。ヘリウム風船は紐を通じて椅子を引っ張っているため、運動エネルギーが存在しているはずです。しかし、ヘリウムは化学変化を起こさずにエネルギーを発生させることができるので、永久エネルギーのように思えます。どのような仕組みでいつまでも上方に引っ張る力を維持しているのか、エネルギー保存の法則に基づいてどこからエネルギーを得ているのかについて知りたいです。
- ヘリウム風船が浮いているエネルギーの供給源について興味があります。ヘリウム風船は紐で椅子に結ばれており、紐を通じて上方に引っ張られています。しかし、ヘリウムは化学変化を起こさずにエネルギーを持続的に発生させることができるのか疑問です。ヘリウム風船が常に上方に引っ張られている力を維持するためには、どのようにエネルギーを得ているのか調査したいです。
- ヘリウム風船がいつまでも浮いているエネルギーの供給源について知りたいです。家の中でヘリウム風船が椅子に紐で結ばれて浮いている状態が続いています。ヘリウムは何の化学変化も起こさずにエネルギーを発生させることができるので、永久エネルギーのように感じます。しかし、運動エネルギーはエネルギー保存の法則に基づいて供給されるはずなので、どのようにしてヘリウム風船がいつまでも浮いているのか不思議です。
- みんなの回答 (13)
- 専門家の回答
関連するQ&A
- 電車の中の風船
はじめまして。 もう10年近く昔の話になるのですが、私が予備校生だった頃 予備校の物理の先生が出した問題なんですが答えを聞かない まま卒業してしまい、ずっと気になっておりました。 (答えは聞いたのですが理由を聞けなかったのです) ふわふわ浮く風船を電車の床に紐でつなぎます。(電車は止っています) わかりにくいですかね(^^ゞ よくお祭りなんかで子供が持っている浮いてる風船です。 それを電車に乗って床に紐の端をセロテープでくっつけた状態です。 この状態では風船は床からまっすぐ上に浮いていますよね。 問題はこの状態から電車が動き出した場合、風船はどちらの方向に傾くか? 1,電車の進行方向。(紐が進行方向、前に傾く) 2,進行方向と逆側。(紐が進行方向と逆、後に傾く) 3,動かない。 というものです。 答えは1番の進行方向に傾くなのですが、どうしてなのか解りません。 普通に考えると慣性の法則により2番ですよね? 2番3番だとなんとなく納得できるのですが1番の前に傾くのだけは理解 できません(T_T) なぜでしょうか?どんな力が働いて風船が前に傾くのでしょうか? ちなみに、紐、風船等の質量や風船の中の気体がなんなのかは設定 されていませんでした。
- ベストアンサー
- 物理学
- 磁石について
永久磁石は強磁性体を引き付けますが、 そのエネルギーはどこから出てくるのでしょうか。 電磁石ならば、コイルに流れる電流が変化するとかで、 わかるような気もしますが、 永久磁石については、エネルギー供給源はありませんよね? たとえば、鉄の塊の上方から磁石を近づけていけば、 鉄の塊は重力に逆らって磁石の方に飛んでくるはずです。 このエネルギーがどこから来ているのか知りたいです。 磁石から剥がす時に、エネルギーが必要ですが、 一時的に負のエネルギーでも持っているのでしょうか。 同じことが重力にも、電荷にも言えるような気がします。 それが、基本的な力ということなのでしょうか。 マクスウェルの方程式を解く脳みそがないので教えてください。
- ベストアンサー
- 物理学
- 力学の問題・・・抗力について
こんにちは 力学の課題でつまってしまったので、お教えいただきたく、お願いいたします。 風船の問題です。 ヘリウム風船に長い紐をつけると、上下運動をします。 風船の容量をL、質量をm、紐の線密度をρ、風船が浮いている高さ(=紐の長さ)をz(t) とします。 また、空気の密度:1.2g/L 、ヘリウムの密度:0.18g/L とする。 このとき、風船にはたらく4つの力を考えよ、というものなのですが・・・。 重力、浮力、空気抵抗はわかった(と思う)のですが、残りの抗力がわかりません。 上向きを正としたとき、 まず、 ・重力 =-g*[m+ρ*z(t)] ・浮力 =L*(1.2-0.18)*g ・空気抵抗 は、速度に比例するため、 -kv = -k*z'(t) と書けると思うのですが、 地面からの抗力は、どのように表すことができるのでしょうか。 風船が下にうごくときのみ働くので、紐の長さと関係して、 ρ*z(t) (線密度*長さ)が関わってくるような気がするのですが、いまいち確信が持てません。 また、比例定数のkは、どのような役割を果たしているのかよくわかりません。 どうぞよろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 電化製品のエネルギー効率
電化製品のエネルギー効率 パソコンやテレビなどは長時間使用しているとかなり熱を帯びてきますが、供給される電気エネルギーの内どの程度が熱として失われてしまうのでしょう。多数使用されている半導体の発熱を考えたら(手で触ると相当に熱い)、直感的には(笑)半分くらいが熱になってしまうような気がするのですが。
- ベストアンサー
- 科学
- 風船を膨らませるためのヘリウムについて
カテゴリーが違っていたら申し訳ありません。 風船を膨らませたいのです。 普通に膨らませるのならば息で十分ですが、風船を浮かせたいのです。 手っ取り早いやり方は、ヘリウムガスを使うことでしょう。 しかし、高い。 ここで科学の知識がまるで無い私は思いました。 「ヘリウムガスを半分くらい入れて、あとは空気を入れよう」と。 こうした場合、どうなりますか?
- 締切済み
- 科学
- ヘリウムの全エネルギー
ヘリウム原子の運動エネルギー、ポテンシャルエネルギー、電子間反発のエネルギーをそれぞれ別々に求めて足し合わせると、∫ψHψdτとして全エネルギーを計算した場合と等しくなるんでしょうか?(ピッタシ数値が合うと言う意味ではなく、理論的にと言う意味で) また、ハミルトニアンをH=-1/2∇²-1/2∇²-2/r1-2/r2+1/r12とすると、ポテンシャルエネルギーは∫φ(r1)*1/r12φ(r1)dr1と∫φ(r2)*1/r12φ(r2)dr2でいいんでしょうか?? 運動エネルギーはどう計算したらいいんでしょうか? 宜しくお願いします!!
- ベストアンサー
- 化学
- ヘリウムガスの体積は寒暖の差で縮みますか?
こんにちは。どうぞ宜しくお願い致します。 タイトルの通りです。縮むのでしょうか? 浮かぶ風船(アルミ製?、ゴムじゃない)を買ったのですが、数日は持つのですが、だんだん縮んでいきます。ガスを入れなおしても同じ事の繰り返しです。 ★ピンホールのせい?と思って手で押してみたりしても空気がどこからか抜けている気配はまったくありません。 ★空気の入れ口はヘリウムが漏れないようにセロテープで毎回止め直しています。 ★あと考えられることは、真冬なので昼夜の寒暖の差で縮む事ぐらいしか思いつきません。 風船のくせに、けっこう高価(本体1000円位、ガス700円)なので、くやしいやら、気になるやらで、どうか教えてください。
- ベストアンサー
- その他(生活・暮らし)
- ヘリウム風船の浮力
縁日などで子供に買い与えるヘリウム風船、買った当日は家に持ち帰っても天井に張り付く勢いで浮かんでいますが、翌日になるとガスが抜けて床から1m位の所に浮いていたりしますよね? ところで、我家の場合住んでいるのがマンション高層階なんですが、その室内で床から1mと言う事は、屋外の地面からは20m以上の高さになる訳で、単に浮力と引力のバランスで風船の位置が決まるなら高総階では床から1Mしか浮かない風船も1Fに降りれば天井に付く程浮き上がる筈...。 しかし、床から1mしか浮かなくなった風船は1Fに降りてもやはり床から1m程度の所までしか浮きません。 これって、何故なんでしょう? 子供に風船を買い与えるたびにいつも不思議に思っていた長年の疑問...どなたかお教えください。
- ベストアンサー
- その他(生活・暮らし)
- ヘリウム風船の遠心力
車の中のヘリウム風船は、空気より軽いために右に曲がるときには右に移動しますが、このことをよく力のつりあいを表すときの矢印の図で説明するにはどうすればよいのでしょうか。
- ベストアンサー
- 物理学
お礼
ありがとうございます。直方体の空気塊を考えたら論理的にすっきりしているし分かりやすいです(^_^) 直方体の空気塊には上下左右から大気圧という力がかかっているのですね。上下の運動について考えるときは側面を考慮する必要はなく上面と底面を考えるのですね。 空気塊の表面に作用する圧力の合力 = 空気塊の重量 ということですと、上面と底面の差を考えればよく、回答者様によれば底面の方が圧力が大なのですよね。ここについては私は上面が圧力が大で、下方に向かって重量が生じると思うのですが。間違ってますか。「重量」だから上面からの圧力の方が強いという条件でなければ地球側(地面側)に力がかからないと思うのです。 ここまでが空気塊の重量についてで、次にヘリウム塊の重量についてです。直方体のヘリウム塊を考えると、やはり側面を考慮することはないので上面と底面を考えると思います。そこで、 ヘリウム塊の表面に作用する圧力の合力 = ヘリウム塊の重量 で、ヘリウム塊は空気塊より重量が軽い。 だから、空気塊が下になりヘリウム塊が上になったほうが安定する。だから、ヘリウム風船は浮くということですね。 ここで、ヘリウム塊であるヘリウム風船が上方に移動していくときは、ヘリウム塊であるヘリウム風船は運動エネルギーをもらっている。 ところで、ダンベルとエクスパンダーの例も面白いです。確かに伸びますね。この現象をクリープやリラクセーションというのですね!! この場合は、ダンベルはエクスパンダーに対してものすごくゆっくりな加速度を与える仕事をしているような気がします。 エクスパンダーを50cm伸ばす力/10年 のようなゆっくりした加速度?の仕事です。