Какова подъемная сила аэростата, вмещающего 600 м3 водорода, если оболочка с корзиной весят 2000 Н?

Подъемная сила аэростата определяется разностью между весом вытесненного им воздуха и суммарным весом аэростата и его груза.

Сначала найдем вес вытесненного воздуха. Плотность воздуха равна примерно 1.225 кг/м3. Объем вытесненного воздуха будет равен объему аэростата, так как он полностью заполнен водородом. Масса вытесненного воздуха будет равна объему умноженному на плотность, то есть 600 м3 * 1.225 кг/м3 = 735 кг.

Теперь найдем вес водорода. Плотность водорода равна примерно 0.09 кг/м3. Масса водорода в аэростате будет равна объему умноженному на плотность, то есть 600 м3 0.09 кг/м3 = 54 кг. Вес водорода будет равен массе умноженной на ускорение свободного падения, то есть 54 кг 9.8 м/c2 = 529.2 Н.

Теперь найдем подъемную силу. Она равна разности между весом вытесненного воздуха и суммарным весом аэростата и его груза, то есть 735 кг * 9.8 м/c2 - 2000 Н = 7163.5 Н.

Таким образом, подъемная сила аэростата составляет примерно 7163.5 Н.

Подъемная сила аэростата равна разнице между весом вытесненного воздуха и весом аэростата: Подъемная сила = (плотность воздуха объем воздуха - вес аэростата) = (1.2 кг/м3 600 м3 - 2000 Н) = 3200 Н.

Для решения этой задачи нужно определить подъемную силу аэростата, учитывая объем газа (в данном случае водорода) и вес оболочки с корзиной.

Подъемная сила аэростата определяется разностью плотностей воздуха и водорода, умноженной на объем газа и ускорение свободного падения ( g ).

1. Плотности газов:

   • Плотность воздуха ( \rho_{\text{воздуха}} ) приблизительно равна ( 1.225 \, \text{кг/м}^3 ) при стандартных условиях.
   • Плотность водорода ( \rho_{\text{водорода}} ) приблизительно равна ( 0.08988 \, \text{кг/м}^3 ) при стандартных условиях.

2. Объем газа:

   • Объем водорода ( V ) равен ( 600 \, \text{м}^3 ).

3. Подъемная сила: Подъемная сила ( F{\text{подъемная}} ) можно найти по формуле: [ F{\text{подъемная}} = (\rho{\text{воздуха}} - \rho{\text{водорода}}) \cdot V \cdot g ] где ( g ) — ускорение свободного падения, приблизительно равное ( 9.81 \, \text{м/с}^2 ).

   Теперь подставим значения: [ F_{\text{подъемная}} = (1.225 \, \text{кг/м}^3 - 0.08988 \, \text{кг/м}^3) \cdot 600 \, \text{м}^3 \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 ]

   [ F_{\text{подъемная}} = (1.13512 \, \text{кг/м}^3) \cdot 600 \, \text{м}^3 \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 ]

   [ F_{\text{подъемная}} \approx 6699.2 \, \text{Н} ]

4. Учет веса оболочки и корзины: Вес оболочки и корзины ( F_{\text{оболочка}} ) равен ( 2000 \, \text{Н} ).

5. Чистая подъемная сила: Чтобы найти чистую подъемную силу, необходимо вычесть вес оболочки и корзины из общей подъемной силы: [ F{\text{чистая}} = F{\text{подъемная}} - F_{\text{оболочка}} ]

   [ F_{\text{чистая}} = 6699.2 \, \text{Н} - 2000 \, \text{Н} ]

   [ F_{\text{чистая}} = 4699.2 \, \text{Н} ]

Таким образом, чистая подъемная сила аэростата, вмещающего 600 м³ водорода и с весом оболочки и корзины 2000 Н, составляет приблизительно 4699.2 Н.