Question

Масса оболочки воздушного шара составляет 200 кг. При надувании его гелием шар принимает объём 800 м^3, при этом плотность гелия в шаре 0,18 кг/м^3. Плотность воздуха 1,29 кг/м^3. Какую максимальную массу груза может поднять этот шар?

Answer 1

Відповідь:

M = 688 кг

Пояснення:

Дано:

m = 200 кг

V = 800 м^3

p1 = 1,29 кг/м^3

p2 = 0,18 кг/м^3

М - ?

Решение:

Fарх = m1g + mg + Mg

mg = 2000 Н

Fарх = p1 * g * V = 1,29 * 10 * 800 = 10320 H

m1g = p2 * g * V =  0,18 * 10 * 800 = 1440 H

Mg = Fарх - m1g - mg = 10320 - 1440 - 2000 = 6880 H

M = 6880 / 10 = 688 кг

Answer 2

Давайте рассмотрим данную задачу. Масса поднятого груза будет зависеть от разности между весом воздушной оболочки и поддерживающей силой архимедовой поддержки, создаваемой гелием внутри шара.

1. Рассчитаем массу воздушной оболочки: 200 кг.

2. Рассчитаем массу гелия в шаре: Масса гелия = объём гелия × плотность гелия = 800 м^3 × 0,18 кг/м^3 = 144 кг.

3. Рассчитаем объём воздуха, который бы взял такой же объём, как у гелия, и его плотность: Масса воздуха = объём гелия × плотность воздуха = 800 м^3 × 1,29 кг/м^3 = 1032 кг.

4. Рассчитаем поддерживающую силу архимедовой поддержки, которую создаёт гелий: Поддерживающая сила = плотность воздуха × объём гелия × ускорение свободного падения = 1,29 кг/м^3 × 800 м^3 × 9,81 м/с^2 = 10105,92 Н (ньютон).

5. Теперь рассчитаем разницу между массой воздушной оболочки и поддерживающей силой: Разница между массой = масса воздушной оболочки - поддерживающая сила = 200 кг - 144 кг = 56 кг.

Итак, этот шар может поднять груз массой до 56 кг без начала подъема или спуска.