Протягом якого періоду часу зонд буде підніматися на висоту 10 м, якщо вага зонда дорівнює 0,4 кг, об єм 0,5 м³, сила

Суть вопроса: Время подъема зонда

Объяснение: Для определения времени подъема зонда на высоту 10 м необходимо использовать закон Ньютона о движении: Сила тяжести равна разности силы архимедовой и силы сопротивления воздуха. Выразим этот закон в математической форме:

m * g - F_a = F_r,
где m - масса зонда, g - ускорение свободного падения (примерно 9,8 м/с²), F_a - сила архимедова, F_r - сила сопротивления.

Сила архимедова выражается следующим образом:
F_a = плотность_воздуха * g * V,
где плотность_воздуха - плотность воздуха (в данном случае 1,29 кг/м³), V - объем зонда.

Сила сопротивления выражается следующим образом:
F_r = сила_сопротивления * v,
где сила_сопротивления - сила сопротивления воздуха (в данном случае 0,45 Н), v - скорость зонда.

Таким образом, уравнение может быть переписано в виде:
m * g - плотность_воздуха * g * V = сила_сопротивления * v.

Для определения скорости зонда, воспользуемся законом Ньютона о равноускоренном движении:
v = u + a * t,
где u - начальная скорость (в данном случае 0, так как зонд начинает движение с покоя), a - ускорение (g), t - время подъема.

Таким образом,
m * g - плотность_воздуха * g * V = сила_сопротивления * (0 + g * t).

Раскроем скобки и перенесем все неизвестные в одну часть:
g * (m + плотность_воздуха * V) = сила_сопротивления * g * t.

Далее упростим уравнение:
t = (m + плотность_воздуха * V) / сила_сопротивления.

Подставим известные значения и рассчитаем время подъема зонда:
t = (0,4 кг + 1,29 кг/м³ * 0,5 м³) / 0,45 Н = 1,58 сек.

Таким образом, зонд будет подниматься на высоту 10 м за 1,58 секунды.

Совет: Для лучшего понимания материала, рекомендуется ознакомиться с основными законами Ньютона, связанными с движением объектов.

Упражнение: Рассчитайте время подъема зонда, если масса зонда составляет 0,6 кг, объем - 0,3 м³, сила сопротивления - 0,5 Н, а плотность воздуха - 1,2 кг/м³.