Question

Воздушный шар объёмом 50м^3 заполнен горячим воздухом плотностью 0,9кг/м^3. Плотность окружающего шара воздуха 1,3кг/м^3. Груз какой максимальной массы может поднять шар , если масса его оболочки равна 8кг?

Answer 1

Дано  

1 - горячий воздух

2 - окружающий холодный воздух

V=45 м3  

p1=0,9 кг/м3  

p2=1,3 кг/м3  

m = 8 кг

Найти

Mг- ?  

Решение

(Mг+m)*g +p1*V*g = Fa  

Mг = Fa /g - p1*V - m = p2*V*g/g - p1*V - m = V*(p2-p1) - m

Мг = 50 * (1,3-0,9) - 8 = 12 кг

Ответ Mг =12 кг

Answer 2

Для определения максимальной массы груза, которую может поднять воздушный шар, мы можем использовать принцип Архимеда. Согласно этому принципу, поддерживающая сила, действующая на погруженное в жидкость (или газ) тело, равна весу выталкиваемой этим телом жидкости (газа) и зависит от плотности вещества вокруг тела.

1. Начнем с определения веса воздушного шара (без учета груза):

Масса воздушного шара = объем * плотность = 50 м^3 * 0,9 кг/м^3 = 45 кг

2. Теперь учтем массу оболочки шара:

Масса оболочки = 8 кг

3. Следовательно, масса воздушного шара с оболочкой составляет:

Масса шара с оболочкой = Масса воздушного шара + Масса оболочки = 45 кг + 8 кг = 53 кг

4. Теперь вычислим поддерживающую силу, действующую на шар в воздухе:

Поддерживающая сила = Вес выталкиваемой воздухом = объем шара * плотность окружающего воздуха * ускорение свободного падения

Поддерживающая сила = 50 м^3 * 1,3 кг/м^3 * 9,81 м/с^2 ≈ 637,05 Н

5. Теперь мы можем определить максимальную массу груза, которую может поднять шар:

Максимальная масса груза = Поддерживающая сила - Масса шара с оболочкой

Максимальная масса груза = 637,05 Н - 53 кг ≈ 584,05 Н

Таким образом, воздушный шар с оболочкой массой 8 кг может поднять груз массой приблизительно 584,05 Н (или примерно 59,5 кг) при условии, что внутри шара находится горячий воздух с плотностью 0,9 кг/м^3, а окружающий воздух имеет плотность 1,3 кг/м^3.