Вопрос:

7. Определите объём воздушного шара, наполненного гелием, если подъёмная сила шара равна 240 Н.

Ответ:

Краткое пояснение:

Подъёмная сила аэростатического тела (в данном случае шара) равна разнице между весом вытесненного им воздуха и общим весом самого тела (оболочка + газ внутри). Зная подъёмную силу и плотности гелия и воздуха, можно рассчитать объём шара.

Пошаговое решение:

  1. Шаг 1: Обозначим: \( F_{подъёмная} \) - подъёмная сила (240 Н); \( V \) - объём шара (искомая величина); \( \rho_{гелия} \) - плотность гелия (≈ 0.1786 кг/м³); \( \rho_{воздуха} \) - плотность воздуха (≈ 1.29 кг/м³); \( g \) - ускорение свободного падения (≈ 9.8 Н/кг).
  2. Шаг 2: Запишем формулу подъёмной силы. \( F_{подъёмная} = (V \times \rho_{воздуха} \times g) - (V \times \rho_{гелия} \times g) - P_{оболочки} \). Поскольку вес оболочки не указан, будем считать его пренебрежимо малым по сравнению с весом вытесненного воздуха и гелия, или что подъёмная сила указана уже с учетом веса оболочки. В таком случае: \( F_{подъёмная} = V \times g \times (\rho_{воздуха} - \rho_{гелия}) \).
  3. Шаг 3: Выразим объём \( V \) из формулы: \( V = \frac{F_{подъёмная}}{g \times (\rho_{воздуха} - \rho_{гелия})} \).
  4. Шаг 4: Подставим значения и вычислим: \( V = \frac{240 \text{ Н}}{9.8 \text{ Н/кг} \times (1.29 \text{ кг/м}^3 - 0.1786 \text{ кг/м}^3)} \). \( V = \frac{240}{9.8 \times 1.1114} \text{ м}^3 \). \( V = \frac{240}{10.89172} \text{ м}^3 \). \( V \text{ ≈ } 22.03 \text{ м}^3 \).

Ответ: Примерно 22.03 м³.

Похожие