Если гелий воздушного шара объемом 800 м³, находящегося при нормальных условиях, нагреть на 20 градусов Цельсия через

Предмет вопроса: Подъемная сила воздушных шаров

Объяснение: Подъемная сила воздушных шаров определяется разностью массы воздуха, занимаемого шаром, и массой шара самого по сравнению с окружающей средой. При нагревании шара воздух внутри начинает расширяться, что приводит к увеличению его объема и, соответственно, к уменьшению плотности воздуха внутри шара. Это ведет к возникновению дополнительной подъемной силы, так как объем воздуха внутри шара становится больше, чем объем прокладываемого им места воздуха.

Формула для подъемной силы выглядит следующим образом:

Подъемная сила (F) = (Масса воздуха, вытесненного шаром) - (Масса шара)

Масса воздуха, вытесненного шаром, можно найти, используя формулу:

Масса воздуха (m) = (Плотность воздуха * Объем воздуха)

Так как оболочка шара нерастяжима, объем шара остается постоянным. При повышении температуры воздуха плотность воздуха увеличивается, что приводит к уменьшению массы воздуха внутри шара, и, следовательно, к уменьшению подъемной силы.

Например:
В данной задаче шар имеет объем 800 м³. Плотность воздуха при нормальных условиях составляет около 1.2 кг/м³. Предположим, что масса шара составляет 100 кг. Тогда, чтобы нагреть воздух внутри шара на 20 градусов Цельсия, нам нужно найти разность подъемных сил до нагрева и после нагрева.

Масса воздуха до нагрева = (1.2 кг/м³ * 800 м³) = 960 кг
Подъемная сила до нагрева = (960 кг - 100 кг) = 860 кг

Масса воздуха после нагрева = (1.2 кг/м³ * 800 м³) = 960 кг (так как объем шара не меняется)
Подъемная сила после нагрева = (960 кг - 100 кг) = 860 кг

Разность подъемных сил = (Подъемная сила после нагрева) - (Подъемная сила до нагрева) = (860 кг - 860 кг) = 0 кг

Таким образом, подъемная сила не изменится при нагреве воздуха внутри шара.

Совет: Чтобы лучше понять, как воздушные шары работают, вы можете провести некоторые дополнительные эксперименты или прочитать дополнительные материалы об архимедовой силе и подвесной силе.

Дополнительное упражнение:
Если шар объемом 1200 м³ при нормальных условиях содержит воздух массой 1000 кг, а масса шара составляет 50 кг, на сколько увеличится подъемная сила шара, если воздух внутри нагреется на 30 градусов Цельсия?