6. При увеличении пламени горелки подъемная сила воздушного шара... А) уменьшится Б) увеличится В) не изменится

Решение:

Подъемная сила воздушного шара создается за счет разницы в плотности между горячим воздухом внутри шара и более холодным воздухом снаружи. Она рассчитывается как разница между силой Архимеда, действующей на шар (вес вытесненного холодного воздуха), и весом самого шара (включая оболочку и нагретый воздух внутри).

Формула силы Архимеда: \(F_A = \rho_{наружного воздуха} \cdot g \cdot V_{шара}\).

Вес шара: \(G_{шара} = G_{оболочки} + G_{внутреннего воздуха}\).

Подъемная сила: \(F_{подъёмная} = F_A - G_{шара}\).

Увеличение пламени горелки приводит к более интенсивному нагреву воздуха внутри шара. Это влечет за собой:

• Уменьшение плотности горячего воздуха внутри шара.
• Увеличение объёма, занимаемого той же массой воздуха при нагреве (если оболочка позволяет расширение), но в данном контексте, скорее всего, имеется в виду поддержание определенной температуры.
• Более сильный нагрев воздуха внутри шара ведет к увеличению разницы в плотности между наружным и внутренним воздухом, если объём шара остается прежним.

Если считать, что объём шара постоянен (или увеличивается незначительно), то увеличение температуры воздуха внутри шара приведет к уменьшению его плотности. Вес внутреннего воздуха \(G_{внутреннего воздуха} = \rho_{внутреннего воздуха} \cdot V_{шара} \cdot g\) уменьшится.

Сила Архимеда \(F_A\) зависит от плотности наружного воздуха и объёма шара. Если объём шара не меняется, то \(F_A\) остается прежней.

Следовательно, при неизменной \(F_A\) и уменьшении \(G_{внутреннего воздуха}\) (а также, возможно, \(G_{оболочки}\), если она тоже нагревается), подъемная сила \(F_{подъёмная} = F_A - G_{шара}\) увеличится.

Таким образом, увеличение пламени горелки, приводящее к более интенсивному нагреву воздуха внутри шара, увеличивает разницу температур и, следовательно, подъемную силу.

Финальный ответ:

Б) увеличится