Q:两万多个气球载着木屋,也带着许多人美好的梦想飞上天空,多浪漫。但是我们要讨论的是一个不怎么浪漫的话题,那就是,这可能吗?

或者,换个更直接的问法,那就是一栋木屋,需要多少气球才能飞上天?或者反过来,两万个气球,可以载起多大的屋子?

A:要想知道两万个气球可以载重多少,只需要知道一只气球可以承重多少即可。现实生活中常见的气球有氢气球和氦气球,但因为氢气比较危险,目前常见的往往是氦气球。那么,让我们做个最理想的简化,忽略气球本身的重量以及绳子的重量,一只气球充满氦气以后大约有30厘米大小,那么体积约为14升。因为氦气密度(ρ1=0.1786g/L)小于空气密度(ρ2=1.295g/L),气球受到重力及空气的浮力的结果是合力向上,大小为F=(ρ2-ρ1)gV,这里V为体积,ρ 为的密度,g为重力加速度9.8m/s2。因此如果一只氦气球可以支撑的重量是 F=mg =(ρ2-ρ1)gV 。

通过上面简单的计算我们可以得到,一只普通气球大约可以承重15克,那么两万只气球可以支撑大约300千克,这只相当于几个人的体重。进一步推算,我们大约需要七万只气球才能让一辆小轿车飞上天,要拉动房子(哪怕是木头房子),恐怕就需要更多的气球了。

当然,高空中气压下降,空气密度变低,气球会膨胀甚至爆裂,这种情况就更加复杂了。

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47 Responses to “[电影]飞屋环游—20622个气球的梦想”

  1. 不想喝啤酒说道:

    沙发?气球啊气球~

  2. zhangsong08说道:

    哇 好专业

  3. 纠结已成歌说道:

    用泡沫硬化制成的房子可以麽

  4. Scilit说道:

    木质房屋的房顶是用钉子连接的吧,会掉下来的。
    气球多了,那些结实的骇人的绳子的质量和似乎会比人重。
    雷雨天气时还会有附着。
    气球本身还在泄漏。
    环球旅行时,各地的g又不一样,老爷爷就是上天了也会埋在永无止境的物理计算之中。

    • 沐右说道:

      虽说各地的g有差别
      但是差别很小的
      都是在9.8N/kg左右
      不用仔细考虑这个变化的
      只要割掉或者吹起两个气球就好了

  5. Ghost说道:

    这个要顶

  6. AQSSXLZC说道:

    你的计算基本和事实情况差不多,在CGW看过讲UP的文章,提到皮克斯计算了大约10w个气球才能产生足够的浮力,但是从视觉效果看,这样做不太好,因此只做了2w个

    • jorbin说道:

      赞同
      这么简单的物理模型皮克斯显然轻易就能算出来,所以大家表太认真呵呵

  7. insect说道:

    额,这个有点叫真了

  8. apple说道:

    那是氢气球吧!

    • Scilit说道:

      轰隆隆,打雷了,20622个充满了氢气的气球……

    • 水龙吟说道:

      好像以前用氢气球比较多,但是大家发现氢气的气球有可能会爆炸,好像现在用的多是氦气球了

  9. bloodyparadise说道:

    记得小时候看综艺大观,里边日本人做过真人实验,在一个体育馆里看多少个氢气球能让一个成年男子悬空,结果就用了上万个......

  10. pilot说道:

    F=mg =(ρ1/ρ2)gV
    应该是ρ1-ρ2而不是ρ1/ρ2吧
    当然ρ1,ρ2符号规定也不清楚

    • 水龙吟说道:

      谢谢提醒,已经改了。

      除号那个是编辑的时候失误了;ρ1,ρ2那个本来想用下标的,结果显示不出来……后来就疏忽了,抱歉抱歉。

  11. 沿见说道:

    一直有这个问题,这个解答很好

  12. bruce说道:

    不是早有现实版的了嘛。。。http://www.ftchinese.com/story/001033876

  13. channel说道:

    有个问题看电影的时候想过,再多气球也飞不起房子。
    因为那么多气球,下面的线太长,每个气球下面的线就不止15克。

    • 水龙吟说道:

      恩,这个计算只是最简单的估计,忽略了线和气球的重量。所以如果加上那么长的线,估计就要用到更多气球了。

  14. lynx说道:

    房子是和地连在一起的,拔起来需要的力可不小。居然没把连接的壁炉管子拽坏掉
    而且太多的气球对中心部分的球球会有很大的压力,会不会压爆掉还是未知之数(还不如直接拿一个大的热气球来得实在)

  15. 囧呢森说道:

    飞物环游记本身是一部浪漫的童话嘛。。。所以不用那么计较。。。不过这种钻研的精神也是很好的

  16. apple说道:

    罗尔德 达尔的童话中,一百个气球能让一个很胖的人飞上天。

  17. Zain说道:

    我记得流言终结者做过一次实验,只不过实验对象从木屋换成了一个小女孩。

  18. Buzz说道:

    按照你给你公式,我算的是14升氦气的浮力是153克,氢气球170多克。15克那个结果是不是算少了g=9.8。而且我相信飞屋老头的是氢气球。

    • 沐右说道:

      你算的是力
      结果的单位不是克
      153或者170的话,单位实际上是 g N/kg (克乘以牛顿除以千克,或者说 毫牛顿)。
      或者说是0.153 牛顿或者0.170牛顿

      文章里面说的15 g是指的支持的重量,实际上不是计算的力,而是通过比较浮力F和重力mg得出的质量,所以g约掉了
      mg=F=rho g V
      得出的15克是没有错的。

  19. flapfly说道:

    还是多搞几个微型热气球现实点

  20. flat说道:

    能搞点儿高级的么?这种初中物理计算题就甭提了,有意思么?

  21. Filter说道:

    作者的思路有问题,不能忽略气球本身和绳索的重量,因为气球和绳索的重量没有小到可以忽略不计(其实恰恰相反,气球能飘起来只是因为浮力稍稍比重力大一点点而已)!也就是说,气球能支撑的重量实际上远远小于15克!

  22. pengzhang444说道:

    第一,这是童话,不考虑这问题
    第二,如果考虑的话,首先是“屋子能不能不散架”。

  23. 林凡说道:

    这部电影还是值得一看的,特别是和心爱的人坐在一起。

  24. 天文哥说道:

    水龙,我想转载你的一篇文章到我们的教育杂志,可以吗?我Email:news0755@163.com

  25. shidqx说道:

    今年有个人坐着气球飞了很远的

  26. ThreadDeath说道:

    不是力学问题,是想象力学问题~~

    非常喜欢这部电影。

  27. [...] 9、水龙吟                 《飞屋环游记》——20622个气球载着木屋,也带着许多人美好的梦想飞上天空,多浪漫。但是我们要讨论的是一个不怎么浪漫的话题,那就是,这可能吗? [...]

  28. william说道:

    我记得,飞屋里的气球好像是用吹的·····

  29. 七七说道:

    氦气不是稀有气体吗,造价贵啊!怎么会【目前常见】呢?

  30. sunflower说道:

    到了高空,g还会变小的,所以高空气压气温都低,气球升到一定的高度就会内压过大or气温过低而爆掉。
    我小时候经常眼巴巴地盯着从手中溜走的气球,目送它消失在高空……

    • sunflower说道:

      呃,忘了说明是气球浮力撑不住自身重力了

  31. bgtrfv说道:

    “最近国家地理频道的一群理工男(当然也有女的)成功地实现了飞屋这一挑战,用300个气球带着一间大约25平米的5米高房子真的飞了起来,而且还飞了十层楼那么高,还一直飞了一个小时。这一切都将会在2012年国家地理频道的一个新节目《这有啥难的?》”摘自网易的一篇微博。楼主,理论和实践是有差别的。人家都做成了你还有什么话说。

    • brianxu7985说道:

      刚刚看到这个标题也想到了NatGeo的这期节目,被楼上的抢先了:)但是,貌似我们也犯不着问楼主“你还有什么话说”。科学在不停的进步,在相同的科技条件下,我们有可能会想到更好的点子来实现本来我们认为不可能的事情,即使摆在我们面前的材料都是现在我们可以做出来的。
      楼主的帖子是构建在“屋”是普通的,我们真实住的房子的前提下。而理工男女们也知道单凭几个气球,升起这样的房子没戏。所以,“飞屋“的材料都是极轻巧的。
      这个条件要讲清:)

  32. [...] 【注】这里有一个计算飞屋所受浮力的视频,计算过程也可以参考以前参与电影专题的短文。 [...]

  33. [...] 【注】这里有一个计算飞屋所受浮力的视频,计算过程也可以参考以前参与电影专题的短文。 [...]

  34. gzz1234567说道:

    要升起来的话(其实导演自己算过)需要上千万个气球,如果把气球都画上去 ,不仅累死,而且观众看到的也就只有气球而已。。。。。。

  35. codinater说道:

    造孽的电影.