Снаряжение воздушного шара(оболочка, сетка, корзина), объем которого 1600м3, весит 4500Н. Какой подъемной силой обладает шар при наполнении его водородом?
Снаряжение воздушного шара(оболочка, сетка, корзина), объем которого 1600м3, весит 4500Н. Какой подъемной силой обладает шар при наполнении его водородом?
Для того чтобы определить подъемную силу воздушного шара при наполнении его водородом, нам нужно рассчитать разницу между весом вытесняемого воздуха и весом самого шара вместе с водородом.
Определим вес вытесняемого воздуха:
Объем шара ( V = 1600 \, м^3 ).
Плотность воздуха при стандартных условиях (температура 0°C и давление 1 атм) примерно равна ( \rho_{\text{воздух}} = 1.29 \, кг/м^3 ).
Вес вытесняемого воздуха: [ F{\text{вытесн}} = \rho{\text{воздух}} \cdot V \cdot g ] где ( g \approx 9.81 \, м/с^2 ) (ускорение свободного падения).
Подставим значения: [ F_{\text{вытесн}} = 1.29 \, кг/м^3 \times 1600 \, м^3 \times 9.81 \, м/с^2 = 20251.68 \, Н ]
Определим вес водорода в шаре:
Плотность водорода при стандартных условиях примерно равна ( \rho_{\text{водород}} = 0.09 \, кг/м^3 ).
Вес водорода: [ F{\text{водород}} = \rho{\text{водород}} \cdot V \cdot g ] Подставим значения: [ F_{\text{водород}} = 0.09 \, кг/м^3 \times 1600 \, м^3 \times 9.81 \, м/с^2 = 1411.44 \, Н ]
Определим общий вес наполненного шара:
Вес снаряжения воздушного шара (оболочка, сетка, корзина) ( F_{\text{снаряжение}} = 4500 \, Н ).
Общий вес: [ F{\text{общий}} = F{\text{снаряжение}} + F{\text{водород}} ] Подставим значения: [ F{\text{общий}} = 4500 \, Н + 1411.44 \, Н = 5911.44 \, Н ]
Рассчитаем подъемную силу:
Подъемная сила ( F{\text{подъем}} = F{\text{вытесн}} - F_{\text{общий}} ).
Подставим значения: [ F_{\text{подъем}} = 20251.68 \, Н - 5911.44 \, Н = 14340.24 \, Н ]
Таким образом, подъемная сила воздушного шара при наполнении его водородом составляет ( 14340.24 \, Н ).
Для расчета подъемной силы воздушного шара при наполнении его водородом, необходимо учесть разницу плотностей воздуха и водорода.
Подъемная сила вычисляется по формуле: F = (V ρвоздуха - m) g
где: F - подъемная сила, V - объем воздушного шара, ρвоздуха - плотность воздуха, m - масса снаряжения (вес снаряжения деленный на ускорение свободного падения g), g - ускорение свободного падения.
Первым шагом необходимо найти массу воздушного шара: m = Вес / g = 4500 Н / 9.81 м/с^2 ≈ 459 кг
Далее, для водорода плотность равна 0.09 кг/м^3, поэтому подъемная сила будет: F = (1600 м^3 (0.09 кг/м^3) - 459 кг) 9.81 м/с^2 ≈ 13751 Н
Таким образом, подъемная сила воздушного шара при наполнении его водородом составляет около 13751 Н.
