Какая подъемная сила у детского воздушного шара объемом 0,03 м3, который наполнен водородом и имеет массу 0,34

Тайсон_5126

26

Чтобы решить эту задачу, мы используем принцип Архимеда, который гласит: "Подъемная сила, действующая на тело, погруженное в жидкость или газ, равна весу вытесненной им жидкости или газа".

Первым шагом нам нужно найти массу вытесненного воздуха. Для этого мы используем плотность водорода, которая равна 0.089 г/л. Объем шара дан в кубических метрах, поэтому нам нужно преобразовать его в литры, умножив на 1000:

$$0.03{\text{м}}^3\times 1000{\text{л/м}}^3=30\text{л}$$

Затем мы можем найти массу вытесненного воздуха, умножив его объем на его плотность:

$$30\text{л}\times 0.089\text{г/л}=2.67\text{г}$$

Теперь мы можем рассчитать подъемную силу, используя массу вытесненного воздуха и ускорение свободного падения, равное приблизительно 9.8 м/с². Подъемная сила равна весу вытесненного воздуха:

$$F=m\times g$$
$$F=2.67\text{г}\times 9.8{\text{м/с}}^2=26.266\text{дин}$$

Чтобы перевести данную силу в ньютоны, нам нужно разделить результат на 1000. Получаем:

$$F=26.266\text{дин}÷1000=0.026266\text{Н}$$

Таким образом, подъемная сила детского воздушного шара объемом 0,03 м³, наполненного водородом и имеющего массу 0,34 г, равна 0.026266 Н (ньютоны).

Обратите внимание, что данный ответ справедлив в предположении, что внешняя атмосферная давление и температура остаются постоянными.