Присоединиться

Физика·Молекулярная физика. Термодинамика (расчетная задача высокого·11 класс

Окружающий воздух имеет температуру $t_0=7^{\circ} С$ и плотность

Условие

Рисунок к задаче

Воздух в воздушном шаре, оболочка которого имеет массу M=400кгM=400кг и объем V=2500м3,V=2500м^{3} , нагревают горелкой через отверстие снизу. Окружающий воздух имеет температуру t0=7Сt_0=7^{\circ} С и плотность ρ0=1,2кг/м3\rho_0=1,2кг/м^{3} При какой минимальной разности температур шар сможет поднять груз массой m=200кгm=200кг ? Оболочка шара нерастяжима. Критерии оценивания выполнения задания | Баллы | Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ. | 3 | Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют.И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.).И (ИЛИ) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.И (ИЛИ) Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины). | 2 | Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.ИЛИ В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. ИЛИ В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1 | Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0 | Максимальный балл | 3 |

Ответ

70 K.

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    На шар действуют: сила Архимеда FA=ρвgV,F_A=\rho_вgV, сила тяжести, действующая на воздух внутри, mвgm_вg и сила тяжести, действующая на оболочку и груз, (m+M)g( m + M ) g По второму закону Ньютона: \vecFA+mв\vecg+(m+M)\vecg=0\vecF_A + m_в \vecg + ( m + M ) \vecg=0 В проекциях на вертикаль: FA=mвg+(m+M)gF_A=m_вg + ( m + M ) g Условие подъема шара: FАMg+mвg+mg,F_А \geqslant Mg + m_вg + mg, где mв=ρVm_в=\rho V — масса воздуха внутри оболочки.

Осталось ещё 2 шага — откроются после входа:

  • Шаг 2
  • Шаг 3
Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Молекулярная физика. Термодинамика (расчетная задача высокого»