Question

Шар зонд объёмом 90 м3 наполнен водородом и привязан верёвкой к земле с какой силой натянута верёвка, если масса оболочки зонда равна 50 кг?

Answer 1

1)

Находим массу водорода при нормальных условиях:

m₁ = ρ₁*V = 0,09*90 ≈ 8 кг

2)

Масса водорода и масса оболочки:

m = m₁+m₂ = 8+50= 58 кг

3)

Вес водорода и оболочки:

P = m*g = 58*10 = 580 Н

4)

Сила Архимеда:

Fₐ = ρвоз*g*V = 1,29*10*90 ≈ 1 160 Н

5)

Трос натянут силой:

T = Fₐ - P = 1 160 - 580 = 580 Н

Answer 2

F=V*g*(p-pн)-mз*g=90*10*(1,29-0,09)-50*10=580 H

Answer 3

Для решения этой задачи, мы должны учитывать силу архимедовой поддержки, которая возникает, когда воздух (в данном случае, водород) выталкивается из объёма зонда, создавая подъемную силу равную весу вытесненного воздуха.

Шаг 1: Найдем массу водорода в шаре зонда: Масса водорода = объем × плотность водорода

Для водорода при нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атмосфера) плотность составляет около 0.0899 кг/м³.

Масса водорода = 90 м³ × 0.0899 кг/м³ ≈ 8.091 кг

Шаг 2: Найдем разность масс между шаром зонда и вытесненным воздухом: Масса вытесненного воздуха = масса оболочки зонда

Разность масс = (Масса водорода + Масса оболочки зонда) - Масса вытесненного воздуха Разность масс = (8.091 кг + 50 кг) - 50 кг = 8.091 кг

Шаг 3: Рассчитаем силу архимедовой поддержки: Сила архимедовой поддержки = Разность масс × Ускорение свободного падения

Ускорение свободного падения на поверхности Земли принимается приблизительно равным 9.8 м/с².

Сила архимедовой поддержки = 8.091 кг × 9.8 м/с² ≈ 79.3038 Н

Таким образом, верёвка натянута с силой около 79.3 Н.