Какова подъёмная сила шар-зонда, который наполнен водородом и имеет объем 860 дм³? Плотность водорода равна 0,09 кг/м³

Космический_Путешественник

28

Для решения этой задачи нам необходимо использовать законы архимедовой силы. Подъемная сила \( F_{\text{под}} \), действующая на погруженное в газ или жидкость тело, равна разности веса вытесненной жидкости или газа и веса самого тела.

1. Начнем с нахождения веса вытесненной водородом жидкости. Для этого найдем массу водорода, который занимает весь объем шар-зонда:
\[ m = \text{плотность} \times \text{объем} \]

\[ m = 0,09 \, \text{кг/м³} \times 860 \, \text{дм³} = 0,09 \, \text{кг/м³} \times 0,86 \, \text{м³} = 0,0774 \, \text{кг} \]

2. Теперь найдем вес этого объема водорода:
\[ F_{\text{вес}} = m \times g \]

\[ F_{\text{вес}} = 0,0774 \, \text{кг} \times 9,8 \, \text{Н/кг} = 0,75972 \, \text{Н} \]

3. Так как подъемная сила равна разности веса вытесненной водородом жидкости и веса шар-зонда, то:
\[ F_{\text{под}} = F_{\text{вес}} - F_{\text{тела}} \]

Где \( F_{\text{тела}} \) - вес шар-зонда.

Теперь найдем подъемную силу шар-зонда:
\[ F_{\text{под}} = 0,75972 \, \text{Н} - F_{\text{тела}} \]

4. Осталось только найти вес шар-зонда по формуле \( F_{\text{тела}} = m_{\text{тела}} \times g \), где \( m_{\text{тела}} \) - масса шар-зонда (масса водорода в шаре):
\[ F_{\text{тела}} = m \times g \]

\[ F_{\text{тела}} = 0,0774 \, \text{кг} \times 9,8 \, \text{Н/кг} = 0,75972 \, \text{Н} \]

5. Подставляем найденные значения:
\[ F_{\text{под}} = 0,75972 \, \text{Н} - 0,75972 \, \text{Н} = 0 \, \text{Н} \]

Ответ: Подъемная сила шар-зонда, наполненного водородом объемом 860 дм³, равна 0 Н.