101. Tres fuerzas actúan considerablemente sobre un globo lleno de helio que flota libremente: la fuerza de gravedad, la resistencia del aire (o fuerza de arrastre) y la fuerza de flotación. Considere un globo esférico lleno de helio de radio r = 15 cm que se eleva por el aire a 0°C; la masa del globo (desinflado) es m = 2.8 g. Para todas las rapideces v, excepto para las más bajas, el flujo de aire que

 101. Tres fuerzas actúan considerablemente sobre un globo lleno de helio que flota libremente: la fuerza de gravedad, la resistencia del aire (o fuerza de arrastre) y la fuerza de flotación. Considere un globo esférico lleno de helio de radio r = 15 cm que se eleva por el aire a 0°C; la masa del globo (desinflado) es m = 2.8 g. Para todas las rapideces v, excepto para las más bajas, el flujo de aire que pasa por un globo en ascenso es turbulento, y la fuerza de arrastre FD está dada por la relación FD = ½ CD ƿaire П r2v2 donde la constante CD = 0.47 es el “coeficiente de arrastre” para una esfera lisa de radio r. Si el globo se libera desde el reposo, acelerará muy rápidamente (en unas cuantas décimas de segundo) hasta llegar a su velocidad terminal vT, donde la fuerza de flotación se anula con la fuerza de arrastre y el peso total del globo. Suponiendo que la aceleración del globo se efectúa en un tiempo y una distancia insignificantes, ¿cuánto tardará el globo liberado en llegar a una distancia h = 12 m?