Какая сила натягивает веревку, когда шар-зонд объемом 90 м3, заполненный водородом, связан со землей веревкой? Масса

Содержание вопроса: Сила натяжения веревки, действующая на шар-зонд

Пояснение: Для определения силы натяжения веревки, действующей на шар-зонд, нужно учесть разницу в плотности водорода внутри шара и плотности окружающего его воздуха. Сила натяжения веревки обеспечивает равновесие силы тяжести zонда и силы архимедовой для уравновешивания подъемной силы.

Шаг 1: Найдем показатель скольжения между воздухом и водородом:

Pводород/Pвоздух = 1.29/0.09 ≈ 14.33

Шаг 2: Так как показатель скольжения больше 1, водород будет легче воздуха и будет создавать подъемную силу. Сила подъема будет равна разности весов шара-зонда и веса такого же объема воздуха:

Подъемная сила = (Масса воздуха) * g = Vшара * Pвоздуха * g = 90 * 0.09 * 9.8 = 79.74 Н

Шаг 3: Зная массу шара-зонда, мы можем определить его вес:

Вес зонда = (Масса зонда) * g = 50 * 9.8 = 490 Н

Шаг 4: Сила натяжения веревки равна разности веса зонда и подъемной силы:

Сила натяжения веревки = Вес зонда - Подъемная сила = 490 - 79.74 = 410.26 Н

Таким образом, сила натяжения веревки, действующая на шар-зонд, равна 410.26 Н.

Совет: Для лучшего понимания этой темы, вам может быть полезно освежить ваши знания о плотности, весе, силе тяжести и архимедовой силе. Также обращайте внимание на единицы измерения, чтобы правильно проводить вычисления.

Упражнение: Если шар-зонд был бы заполнен не водородом, а гелием с плотностью 0.18 кг/м3, какая сила натягивала бы веревку? Масса оболочки зонда остается такой же, как в предыдущей задаче.