Question

Помогите пожалуйста Масса снаряжённого воздушного шара составляет 450 кг. Объём шара равен 1600 м3. Определить массу груза, который можно поднять с помощью этого воздушного шара, заполненного гелием. Плотность воздуха pв=1,29 кr/м3. Плотность гелия pг=0,18 кг/м3.

Answer 1

Ответ:

Масса груза, которую можно поднять с помощью этого воздушного шара равна 1 326 кг

Примечание:

Считаем, что масса снаряжённого воздушного шара дана без учета гелия

На рисунке зеленая стрелка обозначает сиу тяжести.

m₃ - масса полезной нагрузки

Объяснение:

Дано:

m₁ = 450 кг (масса снаряжённого воздушного шара)

V = 1600 м³

ρ₁ = 1,29 кг/м³

ρ₂ = 0,18 кг/м³

Найти:

m₃ - ?

------------------------------------

Решение:

Выразим массу гелия через его плотность и объем:

(гелий будет занимать вест данный ему объем, так как это газ, то есть гелий займет всю оболочку шара)

• m₂ = ρ₂V

На шар находящийся в воздухе действует сила Архимеда (ρ₁gV), а ей противостоит сила тяжести (mg), так как шар находится в равновесии, то по законам статики сила Архимеда равна силе тяжести при этом сила тяжести действует и снаряженный шар и на гелий, который находится в нем, тогда:

ρ₁gV = mg|:g

ρ₁V = m

ρ₁V = m₁ + m₂ + m₃

ρ₁V = ρ₂V + m₁ + m₃ ⇒ m₃ = ρ₁V - ρ₂V - m₁ - масса полезной нагрузки

Расчеты:

m₃ = 1,29 кг/м³ * 1600 м³ - 0,18 кг/м³ * 1600 м³ - 450 кг = 1 326 кг

#SPJ1

Answer 2

Для определения массы груза, который можно поднять с помощью воздушного шара, заполненного гелием, можно использовать принцип архимедовой силы. Архимедова сила равна весу выталкиваемой воздухом жидкости (или газа), и она равна разнице между весом воздушного шара с гелием и весом воздуха, который бы занял бы тот же объем.

Сначала определим вес воздушного шара с гелием: Вес воздушного шара = Масса шара с гелием * Ускорение свободного падения Вес воздушного шара = (Масса шара + Масса гелия) * Ускорение свободного падения Вес воздушного шара = (450 кг + объем шара * Плотность гелия) * 9.8 м/с²

Объем шара равен 1600 м³, а плотность гелия равна 0,18 кг/м³. Теперь вычислим вес воздушного шара:

Вес воздушного шара = (450 кг + 1600 м³ * 0,18 кг/м³) * 9,8 м/с² Вес воздушного шара = (450 кг + 288 кг) * 9,8 м/с² Вес воздушного шара = 738 кг * 9,8 м/с² Вес воздушного шара = 7244,4 Н (ньютонов)

Теперь определим вес воздуха, который бы занял бы тот же объем, что и шар с гелием: Вес воздуха = Объем шара * Плотность воздуха * Ускорение свободного падения Вес воздуха = 1600 м³ * 1,29 кг/м³ * 9,8 м/с²

Вес воздуха = 20688 Н (ньютонов)

Теперь найдем разницу между весом воздушного шара с гелием и весом воздуха:

Масса груза = Вес воздушного шара - Вес воздуха Масса груза = 7244,4 Н - 20688 Н Масса груза = -13443,6 Н

Ответ: Масса груза, который можно поднять с помощью этого воздушного шара, заполненного гелием, составляет приблизительно 13443,6 Н или 1370 кг. Обратите внимание, что результат отрицательный, это означает, что воздушный шар с этой массой груза будет взлетать вверх.