1. Identificeer de krachten

* zwaartekracht: De ballon ervaart een neerwaartse kracht als gevolg van de zwaartekracht, berekend als f_gravity =m * g, waarbij m de massa (2 kg) is en G de versnelling is als gevolg van de zwaartekracht (ongeveer 9,8 m/s²).

* drijfvermogen: De ballon ervaart een opwaartse kracht als gevolg van drijfvermogen, berekend als f_buoyancy =ρ_air * v * g, waarbij ρ_air de luchtdichtheid is (ongeveer 1,2 kg/m³) en V is het volume van de ballon (5 m³).

2. Bereken de netto kracht

De netto kracht die op de ballon werkt, is het verschil tussen de drijfkracht en de zwaartekracht:

F_net =f_buoyancy - f_gravity

3. Pas de tweede wet van Newton toe

De tweede wet van Newton stelt dat f_net =m * a, waarbij a de versnelling is. We kunnen dit herschikken om op te lossen voor versnelling:

a =f_net / m

4. Vervangen en berekenen

* F_gravity =(2 kg) * (9,8 m/s²) =19,6 n

* F_buoyancy =(1,2 kg/m³) * (5 m³) * (9,8 m/s²) =58,8 n

* F_net =58.8 n - 19.6 n =39.2 n

* a =(39.2 n) / (2 kg) =19,6 m / s²

Daarom is de initiële versnelling van de ballon 19,6 m/s² omhoog.