1. Identifiera krafterna

* tyngdkraft: Ballongen upplever en nedåtgående kraft på grund av tyngdkraften, beräknad som f_gravity =m * g, där m är massan (2 kg) och g är accelerationen på grund av tyngdkraften (ungefär 9,8 m/s²).

* flytkraft: Ballongen upplever en uppåt kraft på grund av flytkraft, beräknad som f_buoyancy =ρ_air * v * g, där ρ_air är lufttätheten (ungefär 1,2 kg/m³) och V är ballongens volym (5 m³).

2. Beräkna nettokraften

Nettokraften som verkar på ballongen är skillnaden mellan flytkraften och gravitationskraften:

F_net =f_buoyancy - f_gravity

3. Tillämpa Newtons andra lag

Newtons andra lag säger att f_net =m * a, där a är accelerationen. Vi kan ordna om detta för att lösa för acceleration:

a =f_net / m

4. Ersätta och beräkna

* 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

Därför är den initiala accelerationen av ballongen 19,6 m/s² uppåt.