Масса снаряжения воздушного шара (оболочки, сетки, корзины) составляет 450 кг. Объем шара 1600 м3. Вычислите, какой подъемной силой будет обладать этот шар при наполнении его водородом, гелием, светильным газом. (Плотность светильного газа 0,4 кг/м3.)
от

2 Ответы

Ответ к вопросу приложен:

 

от
Дано:  
- Масса снаряжения m_equipment = 450 кг  
- Объем шара V = 1600 м³  
- Плотность водорода ρ_hydrogen = 0,09 кг/м³  
- Плотность воздуха ρ_air = 1,29 кг/м³  

Найти:  
- Подъемную силу F_buoyancy

Решение:

1. Подъемная сила определяется по закону Архимеда и равна весу вытесненного воздуха:
F_buoyancy = ρ_air * V * g,  
где g - ускорение свободного падения (примерно 9,81 м/с²).

2. Сначала найдем массу вытесненного воздуха:
m_air = ρ_air * V = 1,29 кг/м³ * 1600 м³ = 2064 кг.

3. Теперь найдем вес вытесненного воздуха:
F_air = m_air * g = 2064 кг * 9,81 м/с² ≈ 20216,64 Н.

4. Подъемная сила будет равна весу вытесненного воздуха:
F_buoyancy = F_air ≈ 20216,64 Н.

5. Найдем вес водорода в шаре:
m_hydrogen = ρ_hydrogen * V = 0,09 кг/м³ * 1600 м³ = 144 кг.

6. Найдем вес водорода:
F_hydrogen = m_hydrogen * g = 144 кг * 9,81 м/с² ≈ 1413,84 Н.

7. Теперь определим эффективную подъемную силу:
F_net = F_buoyancy - (F_equipment + F_hydrogen),  
где F_equipment = m_equipment * g = 450 кг * 9,81 м/с² ≈ 4414,5 Н.

8. Подставим все значения:
F_net = 20216,64 Н - (4414,5 Н + 1413,84 Н)  
F_net ≈ 20216,64 Н - 5828,34 Н ≈ 14388,3 Н.

Ответ:  
Подъемная сила воздушного шара при наполнении его водородом составляет примерно 14388,3 Н.
от