1. Какова подъемная сила аэростата объемом 350 м3, наполненного водородом? (При этом предполагаем, что вес оболочки

  • 69
1. Какова подъемная сила аэростата объемом 350 м3, наполненного водородом? (При этом предполагаем, что вес оболочки аэростата является пренебрежимо малым).

21. Какой должен быть минимальный объем подводной части надувной лодки с массой 10 кг, чтобы держать на поверхности воды рыбака-подростка весом 40 кг, при наличии улова? (Учитываем вес улова).
Malyshka_5053
51
1. Для решения задачи о подъемной силе аэростата нам понадобятся данные о плотности воздуха и водорода. Плотность воздуха обычно примерно равна 1.225 кг/м3, а плотность водорода равна 0.0899 кг/м3.

Подъемная сила аэростата определяется разностью плотностей газа внутри аэростата и окружающей среды. Формула для подъемной силы выглядит следующим образом:

\[F_{\text{подъемная}} = \text{плотность воздуха} \times g \times V\]

где \(g\) - ускорение свободного падения (приближенно равное 9.8 м/с2), а \(V\) - объем аэростата.

В данной задаче аэростат наполнен водородом, поэтому необходимо использовать плотность водорода. Подставим значения в формулу:

\[F_{\text{подъемная}} = 0.0899 \, \text{кг/м}^3 \times 9.8 \, \text{м/с}^2 \times 350 \, \text{м}^3\]
\[F_{\text{подъемная}} = 308.77 \, \text{Н}\]

Таким образом, подъемная сила аэростата объемом 350 м3, наполненного водородом, составляет 308.77 Н.

2. Для решения задачи о подводной части надувной лодки, необходимо учесть вес рыбака-подростка и улова, а также массу лодки. В данной задаче масса лодки не указана, поэтому будем считать ее пренебрежимо малой.

Минимальный объем подводной части должен обеспечить равенство силы Архимеда подводной части лодки и силы тяжести, действующей на рыбака-подростка и улов. Формула для силы Архимеда:

\[F_{\text{Архимеда}} = \text{плотность воды} \times g \times V_{\text{подводная}}\]

где \(\text{плотность воды}\) равна примерно 1000 кг/м3, а \(V_{\text{подводная}}\) - объем подводной части.

Учитывая, что на поверхности воды действуют силы Архимеда только от подводной части лодки, считаем, что вес рыбака-подростка и улова равен весу воды, которую они выталкивают. Используем формулу для веса воды:

\[m_{\text{воды}} = \text{плотность воды} \times V_{\text{подводная}}\]

где \(m_{\text{воды}}\) равно весу рыбака-подростка и улова.

Подставим значения в полученное равенство:

\(10 \, \text{кг} + 40 \, \text{кг} = 1000 \, \text{кг/м}^3 \times V_{\text{подводная}}\)

\(V_{\text{подводная}} = \frac{10 \, \text{кг} + 40 \, \text{кг}}{1000 \, \text{кг/м}^3}\)

\(V_{\text{подводная}} = 0.05 \, \text{м}^3\)

Таким образом, минимальный объем подводной части надувной лодки должен быть равен 0.05 м³, чтобы держать на поверхности воды рыбака-подростка весом 40 кг, при наличии улова. Учитывается и вес улова в задаче.