У меня есть задача по физике: сколько людей с массой 70 кг могут подняться на воздушном шаре объемом 800 м3, который заполнен гелием, если вес самого шара составляет 5000 Н?

Физика 8 класс Тематика: Архимедова сила и плавание воздушный шар масса людей объем шара гелий вес шара физика 8 класс задача по физике подъёмная сила количество людей Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно рассчитать, сколько людей с массой 70 кг может поднять воздушный шар, заполненный гелием, с учетом веса самого шара.

Первым шагом будет определить подъемную силу, которую создаёт гелий в шаре. Подъемная сила рассчитывается по формуле:

F = V * (ρ_воздуха - ρ_гелия) * g

где:

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

Теперь подставим данные 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 значения:

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 умножим:

F = 800 * 1.11 * 9.81 ≈ 8713.68 Н

Это подъемная сила, которую создаёт гелий в шаре.

Следующим шагом будет учесть вес самого шара. Вес шара составляет 5000 Н. Теперь мы можем рассчитать, сколько людей может поднять шар:

Общая подъемная сила, доступная для людей:

F_людей = F - F_шара

где:

• F_людей - подъемная сила, доступная для людей,
• F_шара - вес шара (5000 Н).

Теперь подставим значения:

F_людей = 8713.68 - 5000

Вычислим:

F_людей ≈ 3713.68 Н

Теперь мы должны узнать, сколько людей с массой 70 кг могут быть подняты этой силой. Для этого нужно рассчитать вес одного человека:

F_человека = m * g

где:

• m - масса человека (70 кг),
• g - ускорение свободного падения (9.81 м/с²).

Подставим значения:

F_человека = 70 * 9.81

Вычислим:

F_человека ≈ 686.7 Н

Теперь мы можем определить, сколько людей может поднять шар:

n = F_людей / F_человека

где:

• n - количество людей.

Подставим значения:

n = 3713.68 / 686.7

Вычислим:

n ≈ 5.4

Так как количество людей должно быть целым, мы округляем до целого числа. Таким образом, максимальное количество людей, которые могут подняться на воздушном шаре, составляет 5.

Ответ: 5 людей с массой 70 кг могут подняться на воздушном шаре объемом 800 м³, заполненном гелием, если вес самого шара составляет 5000 Н.