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

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Лукашик, Иванова 7 класс, Просвещение: 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.)

Дано

$$m=450\ \text{кг}$$

$$V=1600\ \text{м}^3$$

$$\rho_{\text{возд}}=1{,}29\ \text{кг/м}^3$$

$$\rho_{\text{H}_2}=0{,}09\ \text{кг/м}^3$$

$$\rho_{\text{He}}=0{,}18\ \text{кг/м}^3$$

$$\rho_{\text{св. газа}}=0{,}4\ \text{кг/м}^3$$

Ход решения

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

$$F_{\text{п}}=F_A-P$$

где

$$F_A=\rho_{\text{возд}}Vg,$$

$$P=mg+\rho_{\text{газа}}Vg.$$

Тогда

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

Возьмём $$g\approx 10\ \text{Н/кг}$$.

1) Для водорода:

$$F_{\text{п}}=(1{,}29-0{,}09)\cdot 1600\cdot 10-450\cdot 10$$

$$F_{\text{п}}=1{,}20\cdot 16000-4500=19200-4500=14700\ \text{Н}.$$

2) Для гелия:

$$F_{\text{п}}=(1{,}29-0{,}18)\cdot 1600\cdot 10-450\cdot 10$$

$$F_{\text{п}}=1{,}11\cdot 16000-4500=17760-4500=13260\ \text{Н}.$$

3) Для светильного газа:

$$F_{\text{п}}=(1{,}29-0{,}4)\cdot 1600\cdot 10-450\cdot 10$$

$$F_{\text{п}}=0{,}89\cdot 16000-4500=14240-4500=9740\ \text{Н}.$$

Ответ

При наполнении шара водородом его подъёмная сила равна $$14700\ \text{Н}$$, гелием — $$13260\ \text{Н}$$, светильным газом — $$9740\ \text{Н}$$.