Какую массу груза способен поднять воздушный шар объемом 20 м3, если он наполнен гелием и вес его оболочки равен 10 н?

Физика 7 класс Тематика: Архимедова сила и плавание тел масса груза воздушный шар объем 20 м3 гелий вес оболочки 10 н подъёмная сила Новый

Чтобы определить, какую массу груза способен поднять воздушный шар, нам нужно рассмотреть несколько важных моментов, связанных с подъемной силой гелия и весом самого шара.

Шаг 1: Определение подъемной силы гелия

Подъемная сила, которую создаёт газ в воздухе, равна весу вытесненного им воздуха. Для этого нам нужно знать плотность воздуха и плотность гелия.

• Плотность воздуха примерно равна 1.29 кг/м³.
• Плотность гелия примерно равна 0.18 кг/м³.

Теперь мы можем найти вес вытесненного воздуха:

• Объем шара: 20 м³.
• Вес вытесненного воздуха = плотность воздуха * объем шара = 1.29 кг/м³ * 20 м³ = 25.8 кг.

Так как вес — это масса, умноженная на ускорение свободного падения (g ≈ 9.81 м/с²), мы можем перевести массу в вес:

• Вес вытесненного воздуха = 25.8 кг * 9.81 м/с² ≈ 253.4 Н.

Шаг 2: Определение подъемной силы гелия

Подъемная сила гелия равна весу вытесненного воздуха, то есть 253.4 Н.

Шаг 3: Учет веса оболочки шара

Теперь нам нужно вычесть вес оболочки шара из подъемной силы:

• Вес оболочки = 10 Н.
• Чистая подъемная сила = подъемная сила гелия - вес оболочки = 253.4 Н - 10 Н = 243.4 Н.

Шаг 4: Определение массы груза

Теперь мы можем определить, какую массу груза может поднять шар. Для этого мы используем формулу:

• Вес груза = масса груза * g.

Мы можем выразить массу груза через вес:

• Масса груза = вес груза / g = 243.4 Н / 9.81 м/с² ≈ 24.8 кг.

Ответ: Воздушный шар объемом 20 м³, наполненный гелием, способен поднять груз массой примерно 24.8 кг.