Упр.27.64 ГДЗ Лукашик 7-9 класс по физике (Физика)

1. Масса снаряжения воздушного шара (оболочки, сетки, корзины) составляет $$450\ \text{кг}$$. Объем шара — $$1600\ \text{м}^3$$. Вычислите, какой подъемной силой будет обладать этот шар при наполнении его водородом, гелием, светильным газом. (Плотность светильного газа — $$0{,}4\ \text{кг/м}^3$$.)

Подъёмная сила шара равна разности между архимедовой силой и весом снаряжения вместе с газом внутри шара:

$$F_{\text{п}}=F_A-P.$$

Архимедова сила:

$$F_A=\rho_{\text{возд}}Vg.$$

Вес шара:

$$P=mg+\rho_{\text{газа}}Vg.$$

Тогда

$$F_{\text{п}}=\rho_{\text{возд}}Vg-mg-\rho_{\text{газа}}Vg.$$

Возьмём $$\rho_{\text{возд}}=1{,}29\ \text{кг/м}^3$$, $$g\approx 10\ \text{Н/кг}$$, $$V=1600\ \text{м}^3$$, $$m=450\ \text{кг}$$.

1) Водород ($$\rho_{\text{H}_2}=0{,}09\ \text{кг/м}^3$$):

$$F_{\text{п}}=(1{,}29-0{,}09)\cdot 1600\cdot 10-450\cdot 10$$
$$F_{\text{п}}=1{,}20\cdot 16000-4500=19200-4500=14700\ \text{Н}$$

2) Гелий ($$\rho_{\text{He}}=0{,}18\ \text{кг/м}^3$$):

$$F_{\text{п}}=(1{,}29-0{,}18)\cdot 1600\cdot 10-450\cdot 10$$
$$F_{\text{п}}=1{,}11\cdot 16000-4500=17760-4500=13260\ \text{Н}$$

3) Светильный газ ($$\rho=0{,}4\ \text{кг/м}^3$$):

$$F_{\text{п}}=(1{,}29-0{,}4)\cdot 1600\cdot 10-450\cdot 10$$
$$F_{\text{п}}=0{,}89\cdot 16000-4500=14240-4500=9740\ \text{Н}$$

Ответ: водород — $$14700\ \text{Н}$$, гелий — $$13260\ \text{Н}$$, светильный газ — $$9740\ \text{Н}$$.