3.Воздушный шар объёмом 200 м3 наполнен водородом при атмосферном давлении. Масса оболочки шара 10 кг. А) Найдите массу водорода в оболочке воздушного шара.
б) Найдите выталкивающую силу, действующую на воздушный шар.
в) Какой груз может поднять шар?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

А) Для расчета массы водорода в оболочке воздушного шара необходимо учитывать, что воздушный шар находится при атмосферном давлении. Поэтому нам нужно вычислить разницу давлений внутри и снаружи шара.

Давление внутри шара можно найти по уравнению идеального газа: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура. Так как мы знаем объем шара и давление внутри, мы можем найти количество вещества водорода в шаре.

Давление снаружи шара равно атмосферному давлению, так как шар находится в атмосфере. Разность давлений между внутри и снаружи шара будет действовать как "подъемная сила", которая поддерживает шар в воздухе.

Б) Для нахождения выталкивающей силы, действующей на воздушный шар, можно использовать уравнение Архимеда: F = ρVg, где F - сила, ρ - плотность воздуха (можно принять около 1.2 кг/м3), V - объем воздушного шара, g - ускорение свободного падения (около 9.8 м/с2). Данная сила будет равна весу воздушного шара, так как он находится в равновесии.

В) Чтобы найти, какой груз может поднять шар, нужно учесть, что выталкивающая сила должна быть больше веса груза. Уравнение для этого будет F > m*g, где F - выталкивающая сила, m - масса груза, g - ускорение свободного падения. Таким образом, мы найдем максимальную массу груза, которую может поднять шар при атмосферном давлении.