Сколько людей массой 70 кг может поднять воздушный шар объёмом 800 м3, заполненный гелием, если вес оболочки и балласта составляет 5 кН?

Физика 8 класс Тематика: Архимедова сила воздушный шар объём 800 м3 гелий масса 70 кг подъёмная сила вес оболочки балласт физика 8 класс Новый

Чтобы решить эту задачу, сначала нужно определить, сколько подъемной силы может создать воздушный шар, заполненный гелием. Подъемная сила гелия определяется по формуле:

F = V * (ρ_воздуха - ρ_гелия) * g

где:

• F - подъемная сила (в Ньютонах);
• V - объем шара (в м³);
• ρ_воздуха - плотность воздуха (приблизительно 1.29 кг/м³);
• ρ_гелия - плотность гелия (приблизительно 0.18 кг/м³);
• g - ускорение свободного падения (приблизительно 9.81 м/с²).

Теперь подставим известные значения в формулу:

1. Объем шара: V = 800 м³.
2. Плотность воздуха: ρ_воздуха = 1.29 кг/м³.
3. Плотность гелия: ρ_гелия = 0.18 кг/м³.
4. Ускорение свободного падения: g = 9.81 м/с².

Теперь подставим все эти значения в формулу для подъемной силы:

F = 800 * (1.29 - 0.18) * 9.81

Сначала вычислим разницу плотностей:

1.29 - 0.18 = 1.11 кг/м³

Теперь подставим это значение в формулу:

F = 800 * 1.11 * 9.81

Теперь произведем вычисления:

F ≈ 800 * 1.11 * 9.81 ≈ 8716.8 Н

Теперь, чтобы узнать, сколько людей массой 70 кг может поднять этот шар, нам нужно учитывать вес оболочки и балласта:

Вес оболочки и балласта составляет 5 кН, что равно 5000 Н.

Теперь вычислим чистую подъемную силу:

Чистая подъемная сила = Подъемная сила - Вес оболочки

Чистая подъемная сила = 8716.8 Н - 5000 Н = 3716.8 Н

Теперь, чтобы узнать, сколько людей массой 70 кг может поднять этот шар, нужно разделить чистую подъемную силу на вес одного человека:

Вес одного человека = масса * g = 70 кг * 9.81 м/с² ≈ 686.7 Н

Теперь вычислим количество людей:

Количество людей = Чистая подъемная сила / Вес одного человека

Количество людей = 3716.8 Н / 686.7 Н ≈ 5.4

Так как мы не можем поднять дробное количество людей, округляем до целого числа. Таким образом, воздушный шар может поднять 5 человек.