Какое ускорение имеет аэростат при начале подъёма, если его объём составляет 2500 м³, а перед подъемом в него закачали
Какое ускорение имеет аэростат при начале подъёма, если его объём составляет 2500 м³, а перед подъемом в него закачали водород массой 2000 кг с плотностью 0,09 кг/м³? Суммарная масса оборудования и команды составляет 2750 кг, а плотность воздуха равна 1,29 кг/м³.
23.12.2023 03:45
Инструкция:
Ускорение аэростата при подъеме можно определить, используя закон Архимеда и уравнение движения. Сначала мы найдем разницу в силе Архимеда и весе аэростата для определения ускорения.
Для начала вычислим разницу в массе аэростата и массе воздуха, которую он вытесняет. Масса аэростата равна сумме массы оборудования и команды (2750 кг) и массе водорода (2000 кг), т.е. общая масса составляет 4750 кг. Масса вытесненного воздуха равна объему аэростата, умноженному на плотность воздуха (2500 м³ × 1,29 кг/м³).
Далее, сила Архимеда, действующая на аэростат, определяется как разница в весе аэростата (масса аэростата, умноженная на ускорение свободного падения) и весом вытесненного воздуха. С другой стороны, вес аэростата равен суммарной массе аэростата (4750 кг) умножить на ускорение свободного падения.
Теперь, найдя разницу между силой Архимеда и весом аэростата, мы можем определить ускорение аэростата. Ускорение равно разнице силы Архимеда и веса аэростата, разделенной на общую массу аэростата.
Например:
Масса аэростата = 4750 кг
Масса вытесненного воздуха = 2500 м³ × 1,29 кг/м³
Вес аэростата = масса аэростата × ускорение свободного падения
Сила Архимеда = масса вытесненного воздуха × ускорение свободного падения
Ускорение аэростата = (Сила Архимеда - Вес аэростата) / Масса аэростата
Совет:
Чтобы лучше понять концепцию ускорения аэростата, полезно визуализировать аэростат, находящийся в воздухе. Помните, что сила Архимеда всегда направлена вверх, а вес аэростата направлен вниз. Ускорение аэростата при подъеме будет зависеть от разницы между этими двумя силами.
Дополнительное задание:
Какое ускорение будет у аэростата, если его масса составляет 3500 кг, а плотность воздуха равна 1,2 кг/м³, а объем аэростата равен 1500 м³? (Ответ дайте с точностью до двух знаков после запятой).