визначити вагу гирі масою 1 кг, яку зважують пружинним динамометром у гондолі аеростата, під час його рівноприскореного піднімання, якщо маса гондоли з оболонкою 500 кг. Оболонка має об'єм 1000м3 і заповнена воднем, густина якого 0,1 кг/м3
Ответы
Ответ:Для вирішення цієї задачі, нам потрібно врахувати силу тяжіння і архімедову силу, що діє на аеростат, та знайти різницю між ними, яка визначить силу, яку необхідно витратити на піднімання.
1. Маса гондоли з оболонкою: m_gondola = 500 кг.
2. Маса водню в оболонці: m_hydrogen = об'єм * густина = 1000 м^3 * 0.1 кг/м^3 = 100 кг.
3. Маса гирі: m_gyroscope = 1 кг.
Спершу знайдемо вагу аеростата, яка є сумою мас гондоли і водню:
Вага аеростата = m_gondola + m_hydrogen = 500 кг + 100 кг = 600 кг.
Тепер розглянемо рух аеростата, коли він рівноприскорено піднімається:
- Сила тяжіння (F_тяж) дорівнює вазі аеростата і ваги гондоли: F_тяж = m_gondola * g, де g - прискорення вільного падіння (приблизно 9.8 м/с^2).
- Сила Архімеда (F_Арх) дорівнює вазі водню, витісненого аеростатом: F_Арх = m_hydrogen * g.
Сила, яку треба витратити, щоб підняти аеростат і гирю, дорівнює силі тяжіння мінус силі Архімеда:
F_витрат = F_тяж - F_Арх = (m_gondola * g) - (m_hydrogen * g).
Тепер ми можемо визначити вагу гирі, яку виміряє динамометр:
Вага гирі = F_витрат - m_gyroscope * g.
Підставимо значення:
Вага гирі = ((500 кг * 9.8 м/с^2) - (100 кг * 9.8 м/с^2)) - (1 кг * 9.8 м/с^2) = (4900 Н - 980 Н) - 9.8 Н ≈ 3920.2 Н.
Отже, вага гирі під час підняття аеростата близько 3920.2 Н (ньютонів).
Объяснение: