Question

Люди, интересует хороший вопрос, если есть Ж/Д цистерна объемом 61000 литров и 23 тонны массой, заполненная воздухом, она сможет держаться на плаву(на реке)? Помогите расчитать, какая объем воздуха нужно ей , чтобы она держалась.

Answer 1

Дано:

V = 61 000 л = 61 м³

m = 23 т = 23 000 кг

________________

Fₐ - ?

Сила тяжести цистерны:

Fт = m*g = 23 000 * 10 = 230 000 Н = 230 кН  ( весом воздуха пренебрежем)

Сила Архимеда:

Fₐ = ρ*g*V = 1000*10*63 = 630 000 Н = 630 кН

Поскольку Fₐ >Fт   (630 кН > 230 кН), то цистерна будет ПЛАВАТЬ в воде.

Answer 2

Для того чтобы определить, сможет ли Ж/Д цистерна держаться на плаву, нужно учесть закон Архимеда, который гласит, что всплывающая или плавающая в жидкости или газе тело получает поддерживающую силу, равную весу вытесненной им жидкости или газа.

Давайте проведем расчет. Вам известны следующие параметры:

1. Масса цистерны (железнодорожная цистерна): 23 тонны = 23 000 кг.
2. Объем цистерны: 61 000 литров = 61 000 дм³.

Теперь нам нужно определить плотность воздуха при определенных условиях. На уровне моря при комнатной температуре (около 20°C) плотность воздуха примерно равна 1.2 кг/м³.

Теперь найдем объем воздуха, необходимый для того, чтобы цистерна держалась на плаву:

1. Рассчитаем массу воздуха, необходимую для поддержания цистерны на плаву: Масса воздуха = Масса цистерны = 23 000 кг.

2. Теперь найдем объем воздуха, которым должна быть заполнена цистерна для поддержания этой массы на плаву: Объем воздуха = Масса воздуха / Плотность воздуха Объем воздуха = 23 000 кг / 1.2 кг/м³ ≈ 19 166.67 м³

Таким образом, чтобы железнодорожная цистерна объемом 61 000 литров и массой 23 тонны держалась на плаву, она должна быть заполнена примерно 19 166.67 м³ воздуха. Пожалуйста, обратите внимание, что это теоретический расчет, и могут существовать другие факторы, которые могут повлиять на плавучесть цистерны, такие как форма цистерны, её плотность и т.д. При заполнении цистерны воздухом необходимо учитывать технические и безопасные стандарты для обеспечения стабильности и предотвращения аварийных ситуаций.