1. Identifiez les forces

* Gravité: Le ballon connaît une force vers le bas due à la gravité, calculée comme f_gravité =m * g, où m est la masse (2 kg) et g est l'accélération due à la gravité (environ 9,8 m / s²).

* Fondage: Le ballon éprouve une force ascendante due à la flottabilité, calculée comme f_buoyancy =ρ_air * v * g, où ρ_air est la densité de l'air (environ 1,2 kg / m³) et v est le volume du ballon (5 m³).

2. Calculez la force nette

La force nette agissant sur le ballon est la différence entre la force de flottabilité et la force gravitationnelle:

F_net =f_buoyancy - f_gravité

3. Appliquer la deuxième loi de Newton

La deuxième loi de Newton stipule que f_net =m * a, où a est l'accélération. Nous pouvons réorganiser cela pour résoudre l'accélération:

a =f_net / m

4. Substituer et calculer

* 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

Par conséquent, l'accélération initiale du ballon est de 19,6 m / s² vers le haut.