Какую массу груза сможет поднять воздушный шар, наполненный гелием, объемом 60 м куб., если масса оболочки составляет 20 кг?

Физика 8 класс Тематика: Архимедова сила масса груза воздушный шар гелий объем 60 м куб масса оболочки 20 кг подъёмная сила физика 8 класс Новый

Чтобы найти массу груза, которую сможет поднять воздушный шар, наполненный гелием, нам нужно воспользоваться принципом Архимеда. Этот принцип гласит, что на тело, погруженное в жидкость (в нашем случае — в воздух), действует сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости.

Давайте разберем шаги решения:

1. Определим объем шара: У нас есть объем шара, который составляет 60 м³.
2. Определим плотность воздуха: Плотность воздуха примерно равна 1.29 кг/м³.
3. Вычислим силу Архимеда: Сила Архимеда равна весу вытесненного воздуха. Это можно вычислить по формуле:
   • Сила Архимеда = объем шара * плотность воздуха * g
   • где g — ускорение свободного падения (примерно 9.81 м/с²).
4. Подставим значения:
   • Сила Архимеда = 60 м³ * 1.29 кг/м³ * 9.81 м/с².
   • Сила Архимеда ≈ 60 * 1.29 * 9.81 ≈ 760.74 Н.
5. Определим вес оболочки шара: Вес оболочки шара можно найти, умножив его массу на g:
   • Вес оболочки = масса оболочки * g = 20 кг * 9.81 м/с² = 196.2 Н.
6. Вычислим максимальную массу груза: Максимальная масса, которую может поднять шар, равна разнице между силой Архимеда и весом оболочки:
   • Максимальная масса груза = Сила Архимеда - Вес оболочки = 760.74 Н - 196.2 Н ≈ 564.54 Н.
7. Переведем силу в массу: Чтобы найти массу груза, нужно разделить полученную силу на g:
   • Масса груза = 564.54 Н / 9.81 м/с² ≈ 57.5 кг.

Ответ: Воздушный шар, наполненный гелием, сможет поднять груз массой примерно 57.5 кг.