Как изменится выталкивающая сила, действующая на тело со стороны окружающего газа, если вместо воздуха, который

Mila

17

Чтобы решить эту задачу, нужно знать, что выталкивающая сила (также называемая архимедовой силой) действует на тело, погруженное в жидкость или газ, и равна весу вытесненной этим телом жидкости или газа.

Мы знаем, что плотность гелия в 7 раз меньше плотности воздуха. Плотность - это масса вещества, содержащаяся в единице объема. Если плотность гелия в 7 раз меньше плотности воздуха, это означает, что 1 кубический метр гелия будет иметь массу в 7 раз меньшую, чем 1 кубический метр воздуха.

Однако, чтобы ответить на поставленный вопрос, нам нужно знать, какая доля объема помещения заполняется газом. Если газ заполняет все помещение, то объем газа и воздуха будет одинаковым, и, следовательно, выталкивающая сила с гелием будет меньше, чем с воздухом.

Пусть V будет общим объемом помещения, Vг - объем газа (воздуха) и Vв - объем воздуха (гелия).

Выталкивающая сила определяется выражением F = ρ * Vг * g, где ρ - плотность среды (газа или воздуха), Vг - объем газа (воздуха), g - ускорение свободного падения.

Если мы выразим Vв через Vг и V, то получим следующее:

Vв = V - Vг

Теперь мы можем сравнить выталкивающую силу с гелием (Fг), исходя из данного объема газа (Vг"), и выталкивающую силу с воздухом (Fв) изначально:

Fг = ρг * Vг" * g
Fв = ρв * Vв * g

Теперь у нас есть все необходимые данные для ответа на задачу. Если мы подставим соответствующие значения плотностей, то мы сможем определить, как изменится выталкивающая сила.

Так как плотность гелия в 7 раз меньше плотности воздуха, то:
ρг = (1/7) * ρв

Также мы знаем, что Vв = V - Vг. Подставим это в формулу для Fв:

Fв = ρв * (V - Vг) * g

Теперь выразим Vг из формулы для Fг и подставим его в формулу для Fв:

Fв = ρв * (V - (7/ρв) * Fв / g) * g

Упростим это выражение:

Fв = ρв * (V - (7 * Fв) / (ρв * g))

Теперь давайте рассмотрим варианты ответов:
1) Сила уменьшится в 3,5 раза.
2) Сила уменьшится в 7 раз.
3) Сила не изменится.
4) Сила увеличится в 3,5 раза.

Возвращаясь к нашему уравнению для Fв, мы можем заметить, что сила Fв является неизвестной. Мы не можем точно сказать, как изменится эта сила без дополнительной информации о V и g.

Таким образом, правильный ответ на эту задачу - "Сила не изменится", при условии, что объем помещения и ускорение свободного падения остаются постоянными. Однако, если варьировать объем помещения или ускорение свободного падения, выталкивающая сила может изменяться.