Коля отправляется в путешествие на воздушном шаре. Он решил установить мировой рекорд и построил шар объёмом 1,7 тысяч м³ при весе 690 кг. Какова подъёмная сила такого шара?
Чтобы рассчитать подъёмную силу воздушного шара, нужно воспользоваться законом Архимеда, который гласит, что на любое тело, погруженное в жидкость или газ, действует вверх направленная сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости или газа.
В нашем случае, воздушный шар будет вытеснять воздух. Чтобы найти подъёмную силу, выполните следующие шаги:
Найти объем шара:
Объем шара равен \( V = 1.7 \) тысяч м³ = \( 1700 \) м³.Определить плотность воздуха:
При нормальных условиях (температура около 20°C и атмосферное давление) плотность воздуха составляет примерно \( 1.2 \) кг/м³.Вычислить массу вытесненного воздуха:
Масса воздуха, вытесняемого воздушным шаром, рассчитывается по формуле: \[ m = \text{плотность} \times \text{объем} \] Подставляем известные значения: \[ m = 1.2 \, \text{кг/м}³ \times 1700 \, \text{м}³ = 2040 \, \text{кг} \]Определить вес вытесненного воздуха:
Вес вытесненного воздуха можно найти, умножив массу на ускорение свободного падения (приблизительно \( g = 9.81 \, \text{м/с}² \)): \[ F_{\text{выт}} = m \times g = 2040 \, \text{кг} \times 9.81 \, \text{м/с}² \approx 20000 \, \text{Н} \, (\text{округлено}) \]Вычислить вес самого шара:
Вес самого шара (вес, который он привносит) равен: \[ F_{\text{шар}} = 690 \, \text{кг} \times 9.81 \, \text{м/с}² \approx 6760 \, \text{Н} \, (\text{округлено}) \]Вычислить подъёмную силу Schara:
Подъёмная сила может быть найдена как разность между весом вытесненного воздуха и весом шара: \[ F_{\text{подъём}} = F_{\text{выт}} - F_{\text{шар}} \] Подставляем значения: \[ F_{\text{подъём}} = 20000 \, \text{Н} - 6760 \, \text{Н} = 13240 \, \text{Н} \]
Итак, подъёмная сила воздушного шара составляет приблизительно 13240 Н.
