Вопрос школьника
Может ли наполненный водородом воздушный шар объемом 1500 м3 поднять трех пассажиров массой по 60 кг каждый, если оболочка шара и гондола вместе имеют массу 250 кг?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать закон Архимеда, который гласит, что на тело, погруженное в жидкость или газ, действует сила, равная весу вытесненной им жидкости или газа.
Таким образом, чтобы определить, может ли наполненный водородом воздушный шар поднять трех пассажиров массой по 60 кг каждый, необходимо вычислить вес вытесненного воздуха и сравнить его с общей массой шара, гондолы и пассажиров.
Для начала необходимо вычислить объем вытесненного воздуха. Объем вытесненного воздуха равен объему шара, так как шар полностью заполнен водородом, который легче воздуха и не вытесняет его. Таким образом, объем вытесненного воздуха равен 1500 м3.
Далее необходимо вычислить вес вытесненного воздуха. Для этого необходимо знать плотность воздуха. Плотность воздуха при нормальных условиях (температура 20 °C, давление 101325 Па) равна 1,2 кг/м3. Таким образом, вес вытесненного воздуха равен:
масса = плотность × объем = 1,2 кг/м3 × 1500 м3 = 1800 кг
Теперь необходимо сравнить вес вытесненного воздуха с общей массой шара, гондолы и пассажиров. Общая масса шара, гондолы и пассажиров равна:
масса = масса шара + масса гондолы + масса пассажиров = 0 + 250 кг + 3 × 60 кг = 430 кг
Таким образом, вес вытесненного воздуха (1800 кг) превышает общую массу шара, гондолы и пассажиров (430 кг), что означает, что наполненный водородом воздушный шар объемом 1500 м3 может поднять трех пассажиров массой по 60 кг каждый.
