Vakuumballong

Skulle det vara möjligt att få en "ballong" att lyfta om man tömde den på luften inuti?

Enligt arkimedes princip tycker jag att det verkar rimligt men samtidigt skulle nog materialet ha svårt att stå emot trycket utifrån.

Är det möjligt?

Har vakumet tillräkligt med kraft för att lyfta den... ?30gram? tunga ballongen då?.. låter osanolikt..

Teoretiskt sett är det inga problem att bygga en sådan ballong. Problemet är att hitta något som är tätt och någorlunda starkt samtidigt som det är lätt.
Har för mig att någon räknade lite på det förra gången frågan dök upp.

Vacuum har bättre "lyftkraft" än väte eftersom det är lättare, så ja. Men konstruktionen av ballongen....svår. Det är ju gasens volym som spärrar upp ballongen.

Det är nog väldigt svårt (omöjligt?) att bygga en tillräckligt hållfast och lätt behållare för att den ska sväva i luft. Men en evakuerad behållare som flyter i vatten är inget större problem.

Vacuum har ingen lyftkraft. Det går inte att "fylla" en ballong med vacuum. Hela frågeställningen är feltänkt.

Om man med ballong menar ett elastiskt membran som kan förslutas så har du rätt. Men om man bygger en styv behållar och evakuerar denna så kommer en lyftkraft att uppträda.

Ett undertryck på 1 atm kan väl inte vara så svårt?

Ja, det var kanske fel att skriva ballong. Menade något styvt

Fan, det här var klurigt... Jag hamnade här av misstag och vill inte alls fundera på detta. Jag har annat att göra! Dumma er!

Jag är ju ingen fysiker, men jag undrar om inte den viktminskning man erhåller genom att evakuera luften alltid kommer understiga vikten av behållaren - oavsett material?

Alltså: man innesluter "ingenting" i "någonting". Den sammanlagda vikten av inget + något gör att gravitationen segrar. Eller? Näe, jag ser nu att mitt resonemang inte håller... Dock, atmosfärstrycket verkar ju uniformt (från alla håll). Hmm nu blev jag trött

Antag att ballongen är sfärisk. För en sådan behållare är den minimala vikten för ett tryckkärl (enligt Wikipedia)

m = (3/2)PVρ/σ

där P är tryckskillnaden, V volymen, ρ kärlets densitet och σ är maximala arbetsspänning som materialet tål. Jag antar att detta gäller både för högtrycks- och lågtryckskärl. Är detta antagande korrekt - vet ej, men inuition säger mig att en sfär borde vara mer stabil för tryck utifrån än inifrån.

Säg att vi tittar på någon aluminiumlegering och använder proof stress, 0.2 % av plasticitetsgränsen, som arbetsspänningen. Det som är intressant är m/V och det ska jämföras med maximala lyftkraften för en "vakuumballong" i luft - 1.2 kg/m³ (densiteten för luft). Vi har

P = 10^5 Pa - tryckskillnad mellan vakuum och normal lufttryck
ρ = 2700 kg/m³ - densitet för aluminium
σ = 300 MPa - typisk proof strength för hållbar aluminiumlegering

vilket ger

m/V = (3/2)*(10^5 Pa)*(2700 kg/m³)/(300*10^6 Pa) ≈ 1.35 kg/m³.

Detta antyder att en perfekt konstruerad ballong av någon perfekt aluminiumlegering kanske kan lyfta. Det är i alla fall inte flera storleksordningar fel som jag ser det.

Problemet är nog att konstruktionen av en perfekt aluminiumsfär som man dessutom ska kunna evakuera är djävulskt svårt. I verkligheten måste man nog göra ett slags "fotbollsdesign" med hexagoner eller trianglar.