Какова была грузоподъемность воздушного шара, который был заполнен водородом ученым Жаком Александром Сезарем Шарлем?
Какова была грузоподъемность воздушного шара, который был заполнен водородом ученым Жаком Александром Сезарем Шарлем? Шарль считал, что использование горячего воздуха не является лучшим решением, так как он быстро остывает, в то время как водород гораздо легче и обеспечивает большую подъемную силу. Первый полет человека на воздушном шаре, названном "Шарльере", состоялся 1 декабря 1873 года. Этот шар имел объем 300 м3 и диаметр более 9 м. Сам профессор отправился в полет на этом шаре вместе с кем-то еще. Они успешно пролетели около 40 км и благополучно приземлились на землю. Жак Шарль установил...
Звездочка 15
Для рассчета грузоподъемности воздушного шара, заполненного водородом, нам понадобятся основные физические законы, связанные с архимедовой силой.Архимедова сила, действующая на тело, погруженное в жидкость или газ, равна весу жидкости (или газа), вытесненной этим телом. Сила подъема, вызванная архимедовой силой, определяется по формуле:
\[F_\text{п} = \rho_\text{возд} \cdot g \cdot V_\text{шар}\]
где \(F_\text{п}\) - сила подъема, \(\rho_\text{возд}\) - плотность воздуха, \(g\) - ускорение свободного падения, \(V_\text{шар}\) - объем воздушного шара.
Так как воздушный шар заполнен водородом, а не воздухом, мы должны использовать плотность водорода (\(\rho_\text{вод}\)) вместо плотности воздуха:
\[F_\text{п} = \rho_\text{вод} \cdot g \cdot V_\text{шар}\]
Плотность водорода примерно равна \(0.0899 \, \text{кг/м}^3\), а ускорение свободного падения \(g\) равно примерно \(9.8 \, \text{м/с}^2\).
Теперь мы можем рассчитать силу подъема для данного воздушного шара:
\[F_\text{п} = 0.0899 \, \text{кг/м}^3 \times 9.8 \, \text{м/с}^2 \times 300 \, \text{м}^3\]
\[F_\text{п} \approx 263.22 \, \text{кН}\]
Таким образом, грузоподъемность воздушного шара, заполненного водородом, составляет примерно 263.22 килоньютона.
Надеюсь, это решение понятно школьнику. Если у тебя возникнут дополнительные вопросы, не стесняйся задавать их!