Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Сферическую оболочку воздушного шара делают из материала, квадратный

Условие

Сферическую оболочку воздушного шара делают из материала, квадратный метр которого имеет массу 2 кг. Шар наполняют гелием при атмосферном давлении 105Па10^{5} Па Определите минимальную массу оболочки, при которой шар начнет поднимать сам себя. Температура гелия и окружающего воздуха одинакова и равна 0∘С0^{\circ} С (Площадь сферы S=4ПиR2,S=4 Пи R^{2} , объем шара V=43ПиR3V= \frac{4}{3} Пи R^{3} )

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    На шар действуют: сила Архимеда FA=ρвgV,F_A=\rho_вgV, сила тяжести, действующая на гелий, mHegm_Heg и сила тяжести, действующая на оболочку, mобgm_обg По второму закону Ньютона: F⃗A+mHe\vecg+mоб\vecg=0\vec{F}_A + m_He \vecg + m_об \vecg=0 В проекциях на вертикаль: FA=mHeg+mобgF_A=m_Heg + m_обg Масса гелия mHe=ρHeVm_He=\rho_HeV Силы выразим через радиус r: ρвgV=mHeg+mобg=ρHegV+bSg\rho_вgV=m_Heg + m_обg=\rho_HegV + bSg ρвg⋅43Пиr3=ρHeg⋅43Пиr3+b⋅4Пиr2⋅g,\rho_вg \cdot \frac{4}{3} Пи r^{3} =\rho_Heg \cdot \frac{4}{3} Пи r^{3} + b \cdot 4 Пи r^{2} \cdot g, откуда радиус: r=3bρв−ρHe,r= \frac{3b}{\rho_в - \rho_He} , где b=2кг/м2b=2кг/м^{2} — отношение массы оболочки к ее площади.

Осталось ещё 1 шаг

  1. Плотности гелия и воздуха выражаем из…

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

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