10. Масса оболочки воздушного шара составляет 200 кг. При надувании его водородом шар принима-ет объем 1000 м³. Груз какой массы может поднять этот шар?
Решение:
Для решения данной задачи мы должны учитывать баланс сил, действующих на воздушный шар.
Масса воздушного шара:
Из условия задачи дано, что масса оболочки воздушного шара составляет 200 кг.Подъемная сила:
Подъемная сила, необходимая для поднятия шара, образованного на воздухе, равна разности между массой вытесненного воздуха и массой шара. Известно, что объем шара при надувании водородом составляет 1000 м³.
Для вычисления массы воздушного шара с учетом объема 1000 м³ водорода, нужно знать, что гора водорода H2 равна 0,09 кг/м³. Поэтому масса воздушного шара составит: \[ M_{\text{шара}} = V_{\text{шара}} \times \text{плотность водорода} = 1000 \, \text{м³} \times 0,09 \, \text{кг/м³} = 90 \, \text{кг} \]
Подъемная сила: \[ F_{\text{подъемная}} = (M_{\text{вытесненного воздуха}} - M_{\text{шара}}) \times g = (V_{\text{шара}} \times \text{плотность воздуха} - M_{\text{шара}}) \times g \] \[ F_{\text{подъемная}} = (1000 \, \text{м³} \times 1,2 \, \text{кг/м³} - 200 \, \text{кг}) \times 9,8 \, \text{м/c²} \] \[ F_{\text{подъемная}} = (1200 \, \text{кг} - 200 \, \text{кг}) \times 9,8 \, \text{м/c²} \] \[ F_{\text{подъемная}} = 1000 \, \text{кг} \times 9,8 \, \text{м/c²} = 9800 \, \text{Н} \]
Определение груза, который шар сможет поднять: Груз, который шар сможет поднять, равен подъемной силе: \[ m_{\text{груза}} = F_{\text{подъемная}} \] \[ m_{\text{груза}} = 9800 \, \text{Н} \]
Ответ:
Шар сможет поднять груз весом 9800 Н (Ньютон).
