Краткое пояснение: Решим задачи по физике, используя законы Архимеда и формулы для расчета подъемной силы.
2. На весах уравновесили легкий стеклянный шарик. Затем весы поместили под колокол воздушного насоса и откачали воздух. Равновесие весов нарушилось (рис. 163). Почему?
- Когда воздух откачивают из-под колокола, плотность окружающей среды уменьшается.
- Архимедова сила, действующая на шарик, также уменьшается.
- Вес шарика остается прежним, поэтому равновесие нарушается.
3. Один шарик надут воздухом, другой — водородом, третий — углекислым газом. Какие шарики не взлетят? Объясните почему.
- Шарик, надутый углекислым газом, не взлетит, так как плотность углекислого газа больше плотности воздуха.
- Шарик, надутый воздухом, также не взлетит, так как его плотность равна плотности окружающего воздуха.
- Шарик, надутый водородом, взлетит, так как плотность водорода меньше плотности воздуха.
4. Крупнейший в России военный аэростат «Пума» имеет объём 11 800 м³ и наполнен гелием. Определите вес груза, который может поднять этот аэростат.
-
Краткая запись:
- V = 11800 м³
- ρгелия = 0,18 кг/м³
- ρвоздуха = 1,29 кг/м³
- g = 9,8 м/с²
- Найти: mгруза
-
Решение:
- Подъемная сила аэростата: FA = (ρвоздуха - ρгелия) * V * g
- FA = (1,29 - 0,18) * 11800 * 9,8 = 128431,6 Н
- Вес груза, который может поднять аэростат, равен подъемной силе: P = FA
- Масса груза: m = P / g = 128431,6 / 9,8 ≈ 13105,27 кг
Ответ: 13105,27 кг
5. Подъёмная сила воздушного шара, наполненного водородом, равна 120 Н. Определите объём шара.
-
Краткая запись:
- FA = 120 H
- ρвоздуха = 1,29 кг/м³
- ρводорода = 0,09 кг/м³
- g = 9,8 м/с²
- Найти: V
-
Решение:
- Подъемная сила: FA = (ρвоздуха - ρводорода) * V * g
- Выразим объем: V = FA / ((ρвоздуха - ρводорода) * g)
- V = 120 / ((1,29 - 0,09) * 9,8) = 120 / (1,2 * 9,8) ≈ 10,2 м³
Ответ: 10,2 м³
ЗАДАНИЕ 1. Изготовьте модель небесного фонарика и запустите его. Объясните почему он взлетает.
- Небесный фонарик взлетает из-за нагретого воздуха внутри него.
- Нагретый воздух становится менее плотным, чем окружающий холодный воздух.
- Архимедова сила выталкивает фонарик вверх, пока подъемная сила не уравновесится с весом фонарика.
ЗАДАНИЕ 2. Изучите основные этапы в истории развития воздухоплавания. Подготовьте фото и видео материалы.
- История воздухоплавания включает в себя множество этапов, начиная с первых воздушных шаров и заканчивая современными дирижаблями и аэростатами.
- Для подготовки фото и видео материалов можно изучить исторические записи, чертежи и фотографии, а также снять видеоролик о создании и запуске модели воздушного шара.