Question

Корпус дирижабля оснащен вертикальным и горизонтальным рулями со стабилизаторами, что обеспечивает возможность посадки в любом направлении независимо от направления воздушного потока, объем от 2000 до 200000 м³. В настоящее время в качестве газа-носителя в основном используется гелий, несмотря на его относительно высокую стоимость и высокую проникающую способность. Ранее использовался жидкий водород (плотность воздуха 1,29 кг/м^3, плотность гелия 0,18 кг/м^3, ускорение свободного падения = 10 м/с.) А) Определить массу гелия в дирижабле с помощью наименьший объем Б) Когда дирижабль плавает, всплывал, назовите силы, действующие на него, В) Рассчитайте выталкивающую силу, действующую на дирижабль минимального объема. Г) если масса корзины и оболочки 1000 кг, рассчитайте максимальную массу груза, которую может нести этот дирижабль.Можно точный ответ с формулой ​

Answer 1

А) Масса гелия при наименьшем объёме V=2000м³

*m=pV*

m= 0.18 кг/м³ × 2000м³ = 360 кг.

Б) 1.Плавает

Сила тяжести и выталкивающая сила ( в случае плавания они друг-друга уравновешивают)

2.Всплывает

Сила тяжести и выталкивающая сила (в этом же случае выталкивающая сила больше, чем сила тяжести, и поэтому дирижабль поднимается)

В)

Обозначения

F= выталкивающая сила;

р= плотность воздуха;

V= минимальный объем дирижабля

F=pVg

F= 1.29 кг/м³ × 2000м³ × 10 Н/кг= 25800Н, или 25.8кН

Г)

Обозначения:

Fa= подъемная сила

Fт= сила тяжести

mk= масса корзины и оболочки

m= максимальная масса груза

p= плотность воздуха

V= минимальный объем воздуха

Максимальная масса груза рассчитывается так:

m= (Fa-Fт):g = (pVg-mk)g:g (g сокращается)

m= pV-mk

m= (2580-1000)кг= 1580кг

Ответ: 1580кг– максимальная масса груза, которую может нести данный дирижабль

Answer 2

А) Для определения массы гелия в дирижабле с наименьшим объемом, можно использовать следующую формулу:

Масса гелия = объем гелия × плотность гелия

Объем гелия с наименьшим объемом будет минимальным объемом, который указан в вашем вопросе, то есть 2000 м³.

Плотность гелия равна 0,18 кг/м³.

Масса гелия = 2000 м³ × 0,18 кг/м³ = 360 кг

Б) Когда дирижабль плавает или всплывает, на него действуют следующие силы:

1. Вес дирижабля (сила тяжести) - направлена вниз и обусловлена массой дирижабля.
2. Архимедова поддерживающая сила - направлена вверх и возникает из-за разницы плотностей гелия и окружающего воздуха.

В) Для рассчета выталкивающей силы (Архимедовой силы) можно использовать следующую формулу:

Выталкивающая сила = объем гелия × плотность гелия × ускорение свободного падения

Выталкивающая сила = 2000 м³ × 0,18 кг/м³ × 10 м/с² = 3600 Н (ньютонов)

Г) Чтобы рассчитать максимальную массу груза, которую может нести дирижабль, нужно учесть максимальную поддерживающую силу (Архимедову силу) и массу корзины и оболочки. Максимальная масса груза будет равна разнице между максимальной поддерживающей силой и массой корзины и оболочки:

Максимальная масса груза = Выталкивающая сила - Масса корзины и оболочки

Максимальная масса груза = 3600 Н - 1000 кг = 2600 кг

Таким образом, дирижабль с минимальным объемом 2000 м³ может нести максимальную массу груза весом до 2600 кг.