Какова подъёмная сила шара-пилота, объём которого составляет 3800 дм³, при наполнении его гелием? Учитывайте плотность
Какова подъёмная сила шара-пилота, объём которого составляет 3800 дм³, при наполнении его гелием? Учитывайте плотность гелия 0,18 кг/м³ и принимайте ускорение свободного падения равным 9,8 Н/кг. Плотность воздуха можно считать равной 1,29 кг/м³. Шар-пилот является аэростатом, предназначенным для измерения скорости ветра. Ответ (округлите до сотых, если необходимо): Какова подъемная сила шара-пилота?
Амина 57
Чтобы определить подъемную силу шара-пилота, нужно вычислить разницу между весом воздуха, которого он вытесняет, и его собственным весом.Для начала, определим массу шара-пилота, используя его объем и плотность гелия. Плотность равна массе на единицу объема, поэтому мы сможем вычислить массу гелия в шаре:
\[масса\ гелия = плотность\ гелия \times объем\ шара = 0,18\ кг/м³ \times 3800\ дм³\]
Прежде чем продолжить вычисления, нужно привести объем шара к правильным единицам измерения:
\[объем\ шара = 3800\ дм³ = 3800\ дм³ \times (1\ дм/10\ cm)³ \times (1\ m/100\ cm)³ = 3,8\ m³\]
Теперь мы можем вычислить массу гелия:
\[масса\ гелия = 0,18\ кг/м³ \times 3,8\ m³ = 0,684\ кг\]
Далее, вычислим силу тяжести, действующую на шар-пилота. Это можно сделать, умножив его массу на ускорение свободного падения:
\[сила\ тяжести = масса\ шара-пилота \times ускорение\ свободного\ падения = 0,684\ кг \times 9,8\ Н/кг\]
Теперь определим вес воздуха, вытесняемого шаром. Вес воздуха равен его массе, умноженной на ускорение свободного падения:
\[вес\ воздуха = масса\ воздуха \times ускорение\ свободного\ падения\]
Масса воздуха, вытесняемого шаром, равна плотности воздуха, умноженной на объем шара:
\[масса\ воздуха = плотность\ воздуха \times объем\ шара\]
Подставим значения:
\[масса\ воздуха = 1,29\ кг/м³ \times 3,8\ m³\]
Теперь можем вычислить вес воздуха:
\[вес\ воздуха = масса\ воздуха \times ускорение\ свободного\ падения\]
Следующим шагом необходимо вычислить подъемную силу. Подъемная сила равна разнице между весом воздуха и силой тяжести:
\[подъемная\ сила = вес\ воздуха - сила\ тяжести\]
Вычислим это:
\[подъемная\ сила = вес\ воздуха - сила\ тяжести = (масса\ воздуха \times ускорение\ свободного\ падения) - (масса\ шара-пилота \times ускорение\ свободного\ падения)\]
Теперь, когда у нас есть большое выражение, подставим все значения:
\[подъемная\ сила = (1,29\ кг/м³ \times 3,8\ m³ \times 9,8\ Н/кг) - (0,684\ кг \times 9,8\ Н/кг)\]
Подсчитаем это выражение и округлим до сотых:
\[подъемная\ сила \approx 47,66\ Н\]
Таким образом, подъемная сила шара-пилота при наполнении его гелием составляет около 47,66 Н.