Какова подъемная сила воздушного шарика, заполненного водородом, если его масса оболочки составляет 6 г, а объем равен

Геннадий

27

Для решения данной задачи нам понадобится применить закон Архимеда, который гласит, что подъемная сила, действующая на тело, погруженное в жидкость или газ, равна весу вытесненной этим телом жидкости или газа.

Первым шагом определим массу воздушного шарика. Из условия задачи нам дана масса оболочки, которая составляет 6 г. Так как оболочка и заполненный водородом объем вместе образуют шарик, то общая масса шарика будет равна массе оболочки плюс массе заполненного водородом. По условию известно, что объем шарика равен 30 дм^3, а плотность водорода составляет 0,09 кг/м^3. Тогда масса заполненного водородом равна:

\[ Масса_{водород} = плотность_{водород} \times объем_{шарика} \]
\[ Масса_{водород} = 0,09 \, кг/м^3 \times 30 \, дм^3\]
\[ Масса_{водород} = 2,7 \, кг\]

Общая масса шарика будет:

\[ Масса_{шарика} = Масса_{оболочка} + Масса_{водород}\]
\[ Масса_{шарика} = 6 \, г + 2,7 \, кг\]

Далее нам необходимо определить грузовую силу (силу тяжести), действующую на шарик. Она равна произведению массы шарика на ускорение свободного падения:

\[ Грузовая \, сила = Масса_{шарика} \times Ускорение_{св} \]
\[ Грузовая \, сила = (6 \, г + 2,7 \, кг) \times 10 \, н/кг\]

Теперь можно определить подъемную силу, применяя закон Архимеда:

\[ Подъемная \, сила = Грузовая \, сила = (6 \, г + 2,7 \, кг) \times 10 \, н/кг\]

Округлим полученный результат до десятых:

\[ Подъемная \, сила = 30,0 \, н\]

Итак, подъемная сила воздушного шарика, заполненного водородом, с массой оболочки составляющей 6 г и объемом 30 дм^3, равна приблизительно 30,0 н.