Рассчитать подъёмную силу шара наполненного водородом гелием или светильным газом

podpartoy.ru справочник формул решение задач решебники

Задача №659 Сборник задач по физике Лукашика и Ивановой

Дано:

${\rho}_{\text{возд}} = 1.29\,{\text{кг/м}}^{3}$

${\rho}_{\text{вдород}}= 0.09\,{\text{кг/м}}^{3}$

${\rho}_{\text{гелий}}=0.18\,{\text{кг/м}}^{3}$

${\rho}_{\text{св газ}}=0.4\,{\text{кг/м}}^{3}$

$m=450\,\text{кг}$

$V=1600\,{м}^{3}$

$g=9.81\,{\text{м/с}}^{2}$

${F}_{1}=?$

${F}_{2}=?$

${F}_{3}=?$

Решение:

Вес снаряжения воздушного шара

$P=m \cdot g$

$P=450\,\text{кг} \cdot 9.81\,\frac{\text{м}}{{\text{с}}^{2}}=4414.5\,Н$

Подъёмная сила шара, наполненного водородом

${F}_{1}=({\rho}_{\text{возд}}-{\rho}_{\text{вдород}}) \cdot g \cdot V - P$

${F}_{1}=\left(1.29\,\frac{\text{кг}}{{\text{м}}^{3}}-0.09\,\frac{\text{кг}}{{\text{м}}^{3}}\right) \cdot 9.81\,\frac{\text{м}}{{\text{с}}^{2}} \cdot 1600\,{м}^{3} - 4414.5\,Н$

${F}_{1}=14420.7\,Н$

Подъёмная сила шара, наполненного гелием

${F}_{2}=({\rho}_{\text{возд}}-{\rho}_{\text{гелий}}) \cdot g \cdot V - P$

${F}_{2}=\left(1.29\,\frac{\text{кг}}{{\text{м}}^{3}}-0.18\,\frac{\text{кг}}{{\text{м}}^{3}}\right) \cdot 9.81\,\frac{\text{м}}{{\text{с}}^{2}} \cdot 1600\,{м}^{3} - 4414.5\,Н$

${F}_{2}=13008.06\,Н$

Подъёмная сила шара, наполненного светильным газом

${F}_{3}=({\rho}_{\text{возд}}-{\rho}_{\text{св газ}}) \cdot g \cdot V - P$

${F}_{3}=\left(1.29\,\frac{\text{кг}}{{\text{м}}^{3}}-0.4\,\frac{\text{кг}}{{\text{м}}^{3}}\right) \cdot 9.81\,\frac{\text{м}}{{\text{с}}^{2}} \cdot 1600\,{м}^{3} - 4414.5\,Н$

${F}_{3}=9554.94\,Н$

Ответ: подъёмная сила шара, наполненного водородом

$14420.7$ Н,
подъёмная сила шара, наполненного гелием

$13008.06$ Н,
подъёмная сила шара, наполненного светильным газом

$9554.94$ Н.