Силы, действующие на оболочку воздушного шарика
В каждый момент времени оболочка воздушного шарика находится в равновесии между силами, действующими на растяжение и сжатие оболочки. Перечислим эти силы:
- Давление газа, наполняющего шарик изнутри, стремится растянуть шарик;
- Снаружи на оболочку шарика действует атмосферное давление, стремясь сжать шарик;
- На сжатие направлена сила упругости резиновой оболочки шарика, пропорциональная величине растяжения шарика относительно начального (сдутого) состояния.
Изменение атмосферного давления с высотой
Атмосферное давление создается весом воздушного столба над поверхностью земли. С увеличением высоты над уровнем земли величина воздушного столба действующего на объект уменьшается. Значит, уменьшается и атмосферное давление. Величина атмосферного давления зависит от высоты нелинейно, поскольку с высотой изменяется также и плотность атмосферы.
В случае воздушного шарика, уменьшается величина одной из сил, действующих на сжатие оболочки. Шарик увеличивает свой объем. Однако при этом сила упругости оболочки возрастает в связи с дополнительным растяжением стенки шарика и уравновешивает давление газа внутри шарика.
