Краткое пояснение: Выталкивающая сила равна разности между силой Архимеда и силой тяжести.
Шаг 1: Найдем силу Архимеда, действующую на аэростат.
\[ F_{\text{Архимеда}} = \rho_{\text{воздуха}} \cdot V \cdot g \]
где:
\[ \rho_{\text{воздуха}} = 1.29 \,\text{кг/м}^3 \] - плотность воздуха,
\[ V = 1000 \,\text{м}^3 \] - объем аэростата,
\[ g = 9.8 \,\text{м/с}^2 \] - ускорение свободного падения.
Подставим значения и вычислим:
\[ F_{\text{Архимеда}} = 1.29 \,\text{кг/м}^3 \cdot 1000 \,\text{м}^3 \cdot 9.8 \,\text{м/с}^2 = 12642 \,\text{Н} \]
Шаг 2: Найдем силу тяжести, действующую на гелий в аэростате.
\[ F_{\text{тяжести}} = \rho_{\text{гелия}} \cdot V \cdot g \]
где:
\[ \rho_{\text{гелия}} = 0.18 \,\text{кг/м}^3 \] - плотность гелия.
Подставим значения и вычислим:
\[ F_{\text{тяжести}} = 0.18 \,\text{кг/м}^3 \cdot 1000 \,\text{м}^3 \cdot 9.8 \,\text{м/с}^2 = 1764 \,\text{Н} \]
Шаг 3: Найдем выталкивающую силу, действующую на аэростат как разность между силой Архимеда и силой тяжести.
\[ F_{\text{выталкивающая}} = F_{\text{Архимеда}} - F_{\text{тяжести}} \]
Подставим значения и вычислим:
\[ F_{\text{выталкивающая}} = 12642 \,\text{Н} - 1764 \,\text{Н} = 10878 \,\text{Н} \]