Закон Архимеда и плавучесть
Сколько больших шаров, наполненных гелием объемом около 0,6 м3, понадобится, чтобы поднять одного человека массой
Сколько больших шаров, наполненных гелием объемом около 0,6 м3, понадобится, чтобы поднять одного человека массой 55 кг? Плотность воздуха составляет 1,29 кг/м3, а плотность гелия - 0,18 кг/м3.
17.12.2023 04:59
Написать свой ответ:
Пояснение:
Чтобы решить эту задачу, нам понадобится использовать закон Архимеда. Закон Архимеда гласит, что тело, погруженное в жидкость или газ, испытывает всплывающую силу, равную весу вытесненной жидкости или газа.
Для решения задачи, мы должны найти вес человека и определить объем гелия, необходимый для создания всплывающей силы, равной весу человека.
1. Рассчитаем вес человека, используя формулу: вес = масса × ускорение свободного падения. По условию задачи, масса человека составляет 55 кг, а ускорение свободного падения принимаем равным примерно 9,8 м/с².
Вес = 55 кг × 9,8 м/с² = 539 кг·м/с².
2. Найдем объем гелия, необходимый для создания всплывающей силы, равной весу человека.
Всплывающая сила равна весу вытесненного газа или жидкости. Плотность гелия равна 0,18 кг/м³, а плотность воздуха составляет 1,29 кг/м³.
Объем газа = Вес / Плотность газа
= 539 кг·м/с² / (Плотность гелия - Плотность воздуха)
= 539 кг·м/с² / (0,18 кг/м³ - 1,29 кг/м³)
≈ 338.12 м³
3. Теперь найдем количество больших шаров, необходимых для содержания такого объема гелия. Поскольку объем одного шара около 0,6 м³, то количество шаров можно рассчитать, разделив общий объем гелия на объем одного шара:
Количество шаров = Объем гелия / Объем одного шара
= 338.12 м³ / 0,6 м³
≈ 563.53
Таким образом, для поднятия одного человека массой 55 кг понадобится около 564 больших шаров, наполненных гелием.
Совет:
При решении задач, связанных с законом Архимеда и плавучестью, важно понимать, что сила, действующая на погруженное в газ или жидкость тело, направлена вверх и имеет величину, равную весу вытесненного объема среды. Кроме того, учтите плотности сред и не забудьте перевести все единицы измерения в соответствующие значения.
Упражнение:
Найдите плавучесть тела массой 20 кг, если его объем составляет 0,1 м³ и плотность среды, в которой находится тело, равна 1,2 кг/м³. Ответ выразите в ньютонах.