Опубликовал
Анна Габдурафикова 367 статей

Физика 8 класс ВФТШ 8-Ф-1

8. Воздухоплавание

Процесс воздухоплавания

На тело, удерживаемое неподвижно в воздухе, действует выталкивающая сила, равная по закону Архимеда весу вытесненного этим телом воздуха. Если вес тела (в вакууме) больше веса вытесненного телом воздуха, то отпущенное тело падает вниз. Если вес тела меньше веса вытесненного воздуха, то отпущенное тело поднимается вверх. Это и есть условие воздухоплавания.

Для осуществления воздухоплавания надо использовать газ, который легче воздуха. Это может быть нагретый воздух. Если суммарный вес оболочки воздушного шара, наполняющего его газа и полезного груза меньше веса вытесненного шаром воздуха, то шар будет подниматься.

Задача 6

Какой груз может поднять воздушный шар объёмом V=10 м3V=10\;\mathrm м^3, наполненный гелием? Плотность гелия ρг=0,18 кг/м3\rho_\mathrm г=0,18\;\mathrm{кг}/\mathrm м^3,  плотность воздуха ρв=1,29 кг/м3\rho_\mathrm в=1,29\;\mathrm{кг}/\mathrm м^3.  Масса оболочки шара m0=2,1 кгm_0=2,1\;\mathrm{кг}.

Решение

Объёмом груза по сравнению с объёмом шара пренебрегаем. Вес вытесненного воздуха ρвVg\rho_\mathrm вVg, вес гелия ρгVg\rho_\mathrm гVg.   Максимальная масса груза найдётся из условия:  m0g+ρгVg+mg=ρвVgm_0g+\rho_\mathrm гVg+mg=\rho_\mathrm вVg. Отсюда

m=ρв-ρгV-m0=9 кгm=\left(\rho_\mathrm в-\rho_\mathrm г\right)V-m_0=9\;\mathrm{кг}.