Масса оболочки, гондолы, балласта и команды стратостата "СССР", совершившего в 1933 году подъем в стратосферу на высоту 19 км, была равна 2480 кг. Оболочка объемом 2500 м³ содержала перед стартом водород объемом около 2150 м³. С каким ускорением начал подниматься стратостат?
Согласно второму закону Ньютона ускорение зависит от действующей на тело силы и массы этого тела:
$a=\frac{F}{m}$ (0)
где F, m - соответственно равнодействующая всех сил, действующих на тело и суммарная масса всех тел (указанных в условии), плюс масса водорода
Равнодействующую в нашем случае можно выразить так:
$F=F_A-mg$ (1)
где $F_A,\;g$ - соответственно выталкивающая сила Архимеда (у нас она - подъемная сила) и ускорение земного тяготения (mg - дает нам силу земного притяжения)
Архимедова сила: $F_A=\rho Vg$ (2)
где $\rho,\;V$ - соответственно плотность воздуха, вытесненный объем воздуха, а это есть объем оболочки.
Масса водорода $m_H=\rho_HV_H$ (3)
где $\rho_H,\;V_H$ - плотность водорода и объем водорода
С учетом (1), (2), (3) и условия задачи выражение (0) приобретает вид:
$a=\frac{\rho Vg-(m_0+\rho_HV_H)g}{(m_0+\rho_HV_H)g}=\frac{\rho V-(m_0+\rho_HV_H)}{m_0+\rho_HV_H}$ (4)
где $m_0$ - суммарная масса оболочки, гондолы, балласта и команды стратостата
Итак, все данные для формулы (4) у нас есть. осталось подставить их в полученную формулу и вооружиться калькулятором.
Успехов
Комментарии
Отправить комментарий
Здесь вы можете оставить ваш комментарий.