Сколько шаров с объемом около 0,6 м3, наполненных гелием, могут поднять одного человека массой 55 кг при условии
Сколько шаров с объемом около 0,6 м3, наполненных гелием, могут поднять одного человека массой 55 кг при условии, что плотность воздуха равна 1,29 кг/м3, а плотность гелия равна 0,18 кг/м3?
11.12.2023 08:39
Объяснение:
Архимедов принцип - это закон физики, который гласит, что на тело, погруженное в жидкость или газ, действует всплывающая сила, равная весу вытесненной им жидкости или газа. Эта сила направлена вверх и пропорциональна плотности жидкости или газа и объему вытесненного телом вещества.
Чтобы решить данную задачу, мы можем использовать Архимедов принцип.
Решение:
Дано:
Масса человека (m) = 55 кг
Плотность воздуха (ρ1) = 1,29 кг/м³
Плотность гелия (ρ2) = 0,18 кг/м³
Объем вытесненного гелия будет равен объему поднятых шаров. Один шар имеет объем около 0,6 м³.
Таким образом, объем вытесненного гелия (V) равен 0,6 м³.
Сила Архимеда (F) равна весу вытесненного гелия (mг).
mг = ρ2 * V (масса гелия)
mг = 0,18 кг/м³ * 0,6 м³ = 0,108 кг
F = mг * g (сила Архимеда)
F = 0,108 кг * 9,8 м/с² = 1,0584 Н
Масса максимально поднимаемых шаров будет равна силе Архимеда, деленной на ускорение свободного падения.
mшаров = F / g (масса шаров)
mшаров = 1,0584 Н / 9,8 м/с² = 0,108 кг
Человек может поднять шары массой около 0,108 кг, наполненные гелием.
Совет:
Для лучшего понимания Архимедова принципа, рекомендуется изучить основы гидростатики и погружения тел в жидкости или газы.
Упражнение:
Если масса человека равна 65 кг, а плотность гелия составляет 0,15 кг/м³, сколько шаров с объемом около 0,7 м³ он сможет поднять?