Какое ускорение (в м/с2) будет у аэростата объемом 3000 м3 с водородом, плотность которого составляет 0.09 кг/м3, когда он начнет подниматься, если вес всех снастей и команды равен 31840 Н, а плотность воздуха равна 1.29 кг/м3? Ускорение свободного падения примите равным 10 м/с2. Ответ округлите до десятых.

Какой силы ток (в А) должен быть пропущен через нагревательный элемент в виде проволочного куба с сопротивлением 60 Ом, опущенного в воду массой 7 кг, чтобы за 10 мин поднять температуру воды на 50 oС? Удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/(кг∙oС). Ответ округлите до целых, если это необходимо.

Физика 11 класс Законы гидростатики и электрические цепи ускорение аэростата плотность водорода вес снастей плотность воздуха ускорение свободного падения Сила тока сопротивление проволоки нагревательный элемент температура воды удельная теплоемкость воды Новый

Давайте решим первую задачу, связанную с аэростатом.

Для начала, найдем подъемную силу, действующую на аэростат. Подъемная сила определяется по формуле:

Fподъем = V * ρвоздуха * g

• где V - объем аэростата (3000 м³),
• ρвоздуха - плотность воздуха (1.29 кг/м³),
• g - ускорение свободного падения (10 м/с²).

Теперь подставим известные значения:

Fподъем = 3000 м³ * 1.29 кг/м³ * 10 м/с² = 38700 Н

Теперь найдем вес аэростата, который включает вес всех снастей и команды:

Fвес = 31840 Н

Теперь мы можем найти результирующую силу, действующую на аэростат:

Fрез = Fподъем - Fвес

Подставим значения:

Fрез = 38700 Н - 31840 Н = 6870 Н

Теперь, чтобы найти ускорение, воспользуемся вторым законом Ньютона:

Fрез = m * a

Сначала найдем массу аэростата с водородом:

mводорода = V * ρводорода

• где ρводорода - плотность водорода (0.09 кг/м³).

Подставляем значения:

mводорода = 3000 м³ * 0.09 кг/м³ = 270 кг

Теперь найдем общую массу системы (аэростат + снасти и команда):

m = mводорода + mснастей

Сначала найдем массу снастей и команды:

mснастей = Fвес / g = 31840 Н / 10 м/с² = 3184 кг

Теперь подставим в общую массу:

m = 270 кг + 3184 кг = 3454 кг

Теперь можем найти ускорение:

a = Fрез / m

Подставляем значения:

a = 6870 Н / 3454 кг ≈ 1.99 м/с²

Округляем до десятых:

Ответ: 2.0 м/с²

Теперь перейдем ко второй задаче, связанной с нагревательным элементом.

Сначала найдем количество теплоты, необходимое для нагрева воды:

Q = m * c * ΔT

• где m - масса воды (7 кг),
• c - удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг∙°C)),
• ΔT - изменение температуры (50 °C).

Подставим значения:

Q = 7 кг * 4200 Дж/(кг∙°C) * 50 °C = 1470000 Дж

Теперь найдем мощность, необходимую для нагрева воды за 10 минут (600 секунд):

P = Q / t

Подставляем значения:

P = 1470000 Дж / 600 с = 2450 Вт

Теперь можем найти силу тока, используя закон Ома:

P = I² * R

где R - сопротивление (60 Ом). Перепишем формулу для I:

I = √(P / R)

Подставим значения:

I = √(2450 Вт / 60 Ом) ≈ √(40.8333) ≈ 6.4 А

Округляем до целых:

Ответ: 6 А