Уточнение деталей вопроса
Определить подъёмную силу аэростата объёмом V = 1000 м3, наполненного гелием, если масса оболочки с гордолой равна m = 150 кг. Плотность
Ответ на вопрос
гелия при нормальных условиях (температура 0°C, давление 101325 Па) равна 0,1785 кг/м3.
Для определения подъемной силы аэростата необходимо знать разность между весом аэростата и весом воздуха, которого он вытесняет. Подъемная сила равна разности между весом аэростата и весом воздуха, которого он вытесняет.
Вес аэростата можно определить как сумму массы оболочки и гелия, которым он наполнен:
m_аэростата = m_оболочки + m_гелия
m_гелия = V_аэростата * p_гелия
где V_аэростата — объем аэростата, p_гелия — плотность гелия.
Подставляя значения, получаем:
m_гелия = 1000 м3 * 0,1785 кг/м3 = 178,5 кг
m_аэростата = 150 кг + 178,5 кг = 328,5 кг
Вес воздуха, вытесняемого аэростатом, можно определить как произведение объема аэростата на плотность воздуха:
m_воздуха = V_аэростата * p_воздуха
Плотность воздуха при нормальных условиях равна 1,2922 кг/м3. Подставляя значения, получаем:
m_воздуха = 1000 м3 * 1,2922 кг/м3 = 1292,2 кг
Теперь можем определить подъемную силу аэростата:
F_подъемная = m_воздуха * g — m_аэростата * g
где g — ускорение свободного падения, принимаем равным 9,81 м/с2.
Подставляя значения, получаем:
F_подъемная = 1292,2 кг * 9,81 м/с2 — 328,5 кг * 9,81 м/с2 = 9507,6 Н
Таким образом, подъемная сила аэростата объемом 1000 м3, наполненного гелием, при массе оболочки 150 кг равна 9507,6 Н.