Какова подъемная сила воздушного шарика, наполненного 4 дм³ водорода и имеющего вес 0,04

Тема вопроса: Подъемная сила воздушного шарика

Описание: Подъемная сила воздушного шарика обусловлена разницей в плотности воздуха вокруг шарика и плотности газа внутри него. Воздушные шарики поднимаются вверх, потому что газ внутри них легче по весу, чем воздух, которым заполнено окружающее пространство.

Чтобы рассчитать подъемную силу шарика, мы можем использовать закон Архимеда, который гласит, что подъемная сила, действующая на тело, погруженное в жидкость или газ, равна весу выталкиваемой этим телом жидкости или газа.

В данной задаче у нас есть воздушный шарик, заполненный 4 дм³ водорода, и его вес равен 0,04 Н (ньютон). Нам нужно найти подъемную силу шарика.

Для начала, нам нужно найти плотность воздуха и плотность водорода. Плотность воздуха составляет около 1,2 кг/м³, а плотность водорода составляет около 0,09 кг/м³.

Подъемная сила (F) рассчитывается по формуле: F = плотность воздуха * Vоздуха * g - плотность водорода * Vводорода * g, где Vоздуха и Vводорода - объемы воздуха и водорода соответственно, а g - ускорение свободного падения (около 9,8 м/с²).

Подставим значения в формулу: F = 1,2 кг/м³ * 4 дм³ * 0,001 м³/дм³ * 9,8 м/с² - 0,09 кг/м³ * 4 дм³ * 0,001 м³/дм³ * 9,8 м/с².

Вычислим значения: F = 0,04704 Н - 0,003528 Н.

Итак, подъемная сила воздушного шарика составляет приблизительно 0,043 Н (округляя до трех знаков после запятой).

Демонстрация: Найдите подъемную силу воздушного шарика, заполненного 3 дм³ водорода и имеющего вес 0,03 Н.

Совет: Чтобы лучше понять концепцию подъемной силы, рекомендуется провести эксперименты с воздушными шариками, заполненными разными газами, и наблюдать их движение в воздухе.

Задача для проверки: Какова подъемная сила воздушного шарика, заполненного 5 дм³ гелия и имеющего вес 0,06 Н? (Учтите, что плотность гелия составляет около 0,18 кг/м³)