Question

Определите массу груза,который нужно сбросить с аэростата массой 900 кг движущегося равномерно вниз,чтобы аэростат стал двигаться с такой же по модулю скоростью вверх.на аэростат действует архимедова сила F=8000 н.силу F сопротивления воздуха при подъёме и спуске считать одинаковой

Answer 1

Дано:

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

m1=900кг

Fa=8000Н

g=10Н/кг

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

Найти:

m2

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

Решение:

 

Fтяж=mg=900*10=9000 H

F Aрхимедова - это сила выталкивания.

Разность сил: 8000-9000=-1000 H поэтому аэростат движется вниз.

Чтобы он двигался вверх с той же скоростью надо вначале остановить движение вниз, сбросив 100кг, а затем, чтобы он двигался вверх, сбросить ещё 100кг

Разность сил: 8000-(9000-2000)=1000 Н

 

Ответ: Необходимо сбросить массу 200 кг (Вес 2000 Н)

Answer 2

Для решения данной задачи необходимо использовать закон Архимеда и второй закон Ньютона.

Закон Архимеда гласит: "На тело, погруженное в жидкость (газ), действует вертикальная силы Архимеда, равная весу вытесненной этим телом жидкости (газа), и направленная вверх".

Сила Архимеда (Fa) определяется формулой Fa = m * g, где m - масса вытесненной грузом воздушной среды, g - ускорение свободного падения (принимаем равным 9,8 м/с²).

Сила сопротивления воздуха (Fs) может быть вычислена по формуле Fs = k * v², где k - коэффициент сопротивления (в нашем случае он не задан, поэтому считаем его постоянным), v - скорость движения.

В начальном состоянии аэростат движется равномерно вниз, значит его движение поддерживается силой тяжести и силой архимеда.
Следовательно, масса груза и масса вытесненного воздуха должна быть сбалансирована в начальном состоянии:

Fa - F = mгруза * g

Для того чтобы аэростат начал двигаться с такой же скоростью вверх, сила сопротивления воздуха и архимедова сила должны быть равны по модулю:

Fs = Fa

Теперь решим систему уравнений:

Fa - F = mгруза * g
Fs = Fa

Заменим Fa на mгруза * g:
mгруза * g - F = mгруза * g

Упрощаем уравнение:
0 = 0

Из этого уравнения видно, что масса груза никак не влияет на движение аэростата. Какой бы груз мы ни сбросили, движение остается равномерным вниз.

Таким образом, чтобы аэростат стал двигаться с такой же скоростью вверх, необходимо сбросить груз массой 0 кг.