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 силой Архимеда и весом снаряжения:

$$F_{\text{п}}=F_A-P,$$
где $$F_A=\rho_{\text{возд}}Vg$$, а вес снаряжения $$P=mg$$.

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

$$F_A=1{,}29\cdot 1600\cdot 10=20640\ \text{Н}$$

$$P=450\cdot 10=4500\ \text{Н}$$

$$F_{\text{п}}=20640-4500=16140\ \text{Н}$$

Плотности газов: $$\rho_{\text{H}_2}=0{,}09\ \text{кг/м}^3$$, $$\rho_{\text{He}}=0{,}18\ \text{кг/м}^3$$, $$\rho_{\text{св}}=0{,}4\ \text{кг/м}^3$$.

Тогда вес газа внутри шара:

$$P_{\text{г}}=\rho Vg$$

для водорода:
$$P_{\text{H}_2}=0{,}09\cdot 1600\cdot 10=1440\ \text{Н}$$

для гелия:
$$P_{\text{He}}=0{,}18\cdot 1600\cdot 10=2880\ \text{Н}$$

для светильного газа:
$$P_{\text{св}}=0{,}4\cdot 1600\cdot 10=6400\ \text{Н}$$

Подъёмная сила шара с учётом газа внутри:

$$F_{\text{п}}=\rho_{\text{возд}}Vg-P_{\text{снар}}-P_{\text{г}}$$

Водород:
$$F_{\text{п}}=20640-4500-1440=14700\ \text{Н}$$

Гелий:
$$F_{\text{п}}=20640-4500-2880=13260\ \text{Н}$$

Светильный газ:
$$F_{\text{п}}=20640-4500-6400=9740\ \text{Н}$$

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