Вариант 3 1. В воздухе на некоторой высоте находится дирижабль. а) Изменяется ли действующая на дирижабль сила тяжести при увеличении высоты? б) Изменится ли подъёмная сила дирижабля с увеличением высо- ты? Обоснуйте ваш ответ. в) Может ли дирижабль подниматься сколь угодно, высоко? Обо- снуйте ваш ответ. 2. Медный шар массой 445 г, внутри которого есть полость объё мом 450 см³, помещают в воду. • а) Найдите объём меди, из которой изготовлен шар. б) Найдите объём шара. в) Будет ли плавать в воде данный шар? Обоснуйте ваш ответ.

1. Дирижабль в воздухе на некоторой высоте:

• а) Сила тяжести, действующая на дирижабль, изменяется с увеличением высоты, так как ускорение свободного падения (g) немного уменьшается с увеличением расстояния от центра Земли. Хотя это изменение незначительно на небольших высотах.
• б) Подъёмная сила дирижабля изменяется с увеличением высоты, так как плотность воздуха уменьшается. Чтобы оставаться на одной высоте, дирижабль должен выпустить часть газа, чтобы уменьшить свою подъёмную силу.
• в) Дирижабль не может подниматься сколь угодно высоко, так как с увеличением высоты плотность воздуха уменьшается, и подъёмная сила становится меньше. В какой-то момент подъёмной силы станет недостаточно для компенсации силы тяжести.

2. Медный шар с полостью:

• а) Найдем объём меди, из которой изготовлен шар:

Плотность меди \[\rho = 8.96 \frac{г}{см^3}\]

Масса шара \[m = 445 г\]

Объём полости \[V_{полости} = 450 см^3\]

Объём меди \[V_{меди} = \frac{m}{\rho} = \frac{445 г}{8.96 \frac{г}{см^3}} \approx 49.665 см^3\]

• б) Найдем объём шара:

Объём шара \[V_{шара} = V_{меди} + V_{полости} = 49.665 см^3 + 450 см^3 \approx 499.665 см^3\]

• в) Определим, будет ли плавать шар в воде:

Плотность воды \[\rho_{воды} = 1 \frac{г}{см^3}\]

Средняя плотность шара \[\rho_{шара} = \frac{m}{V_{шара}} = \frac{445 г}{499.665 см^3} \approx 0.89 \frac{г}{см^3}\]

Так как средняя плотность шара меньше плотности воды, то шар будет плавать в воде.