Чтобы найти подъемную силу воздушного шара, наполненного водородом, мы будем использовать принцип Архимеда, который гласит, что на тело, погруженное в жидкость или газ, действует подъемная сила, равная весу вытесненного объема этой жидкости или газа.
Шаг 1: Найдем вес вытесненного воздуха
Найдем вес вытесненного воздуха. Воздушный шар объемом \( V = 700 \, \text{м}^3 \).
Плотность воздуха \( \rho_{воздуха} = 1,29 \, \text{кг/м}^3 \).
Рассчитаем массу вытесненного воздуха: \[ m_{воздуха} = V \cdot \rho_{воздуха} = 700 \, \text{м}^3 \cdot 1,29 \, \text{кг/м}^3 = 903 \, \text{кг} \]
Теперь найдем вес вытесненного воздуха (это будет в Ньютонах). Используем формулу: \[ F_{выталкивающая} = m_{воздуха} \cdot g \] где \( g = 9,8 \, \text{Н/кг} \).
Подставим значения: \[ F_{выталкивающая} = 903 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{Н/кг} = 8859,4 \, \text{Н} \]
Шаг 2: Найдем вес водорода в шаре
- Найдем плотность водорода \( \rho_{водорода} = 0,09 \, \text{кг/м}^3 \).
- Масса водорода в шаре: \[ m_{водорода} = V \cdot \rho_{водорода} = 700 \, \text{м}^3 \cdot 0,09 \, \text{кг/м}^3 = 63 \, \text{кг} \]
- Рассчитаем вес водорода: \[ F_{водорода} = m_{водорода} \cdot g = 63 \, \text{кг} \cdot 9,8 \, \text{Н/кг} = 617,4 \, \text{Н} \]
Шаг 3: Найдем подъемную силу
Подъемная сила \( F_{подъёмная} \) определяет разницу между весом вытесненного воздуха и весом водорода в шаре: \[ F_{подъёмная} = F_{выталкивающая} - F_{водорода} = 8859,4 \, \text{Н} - 617,4 \, \text{Н} = 8242 \, \text{Н} \]
Шаг 4: Переведем подъемную силу в кН
Чтобы выразить подъемную силу в килоНьютах (кН), поделим результат на 1000: \[ F_{подъёмная} = \frac{8242 \, \text{Н}}{1000} = 8,24 \, \text{kN} \]
Ответ
Подъемная сила воздушного шара, наполненного водородом, составляет 8,24 кН.