Дано:
шар заполнен водородом
объём шара: V(ш) = 1500 м³
масса оболочки и корзины: m(ш) = 250 кг
пассажиров: 3 человека
масса каждого пассажира: m(пасс) = 65 кг
Вопрос: взлетит?
Запишем нужные справочные величины:
плотность водорода: ρ(вдр) ≈ 0,09 кг/м³
плотность воздуха: ρ(возд) ≈ 1,29 кг/м³
(это всё при 0°C, но здесь это не так важно)
ускорение свободного падения: g ≈ 9,8 м/с²
Подъёмная (выталкивающая, Архимедова) сила, действующая на шар равна произведению объёма вытесненного шаром воздуха на его плотность и на g (не учитываем объём пассажиров, корзины и прочего, как ничтожный по сравнению с самим шаром):
Fп = ρ(возд)*g*V(ш) = 1,29*9,8*1500 = 18963 Н
Полная взлётная масса шара (с водородом, оболочкой, корзиной и пассажирами) равна (массу водорода считаем через произведение его объёма на плотность):
m(взл) = ρ(вдр)*V(ш) + m(ш) + 3*m(пасс) = 0,09*1500 + 250 + 3*65 = 580 кг
Сила тяжести, действующая на шар (с водородом, оболочкой, корзиной и пассажирами) равна:
Fт = m(взл)*g = 580*9,8 = 5684 Н
Мы видим, что подъёмная сила, действующая на этот шар- больше, чем сила тяжести:
18963 Н > 5684 Н
Fп > Fт
А это значит, что шар может взлететь с данными пассажирами (поднять их).
ответ: да, может поднять.
P.S. На самом деле, если нужно всего лишь узнать взлетит или нет- можно всё немного упростить и считать только выражение:
V(ш)*(ρ(возд) - ρ(вдр)) - m(ш) - m(пассажиров)
Если получится положительное значение, то шар взлетит.
Основное уравнение Q=C*U, сворачиваем:
С45=С4+С5=150, С12=С1*С2/ (С1+С2)= 84, С123= С12+С3= 100, С12345=Собщ= 100*150/ (100+150)= 60, Uобщ= U= 20B, Qобщ=Uобщ*Собщ= 1200Кл =Q нашли!
Для послед. цепей Qобщ= Q123= Q45= 1200Кл, значит U123= Q123/ C123= 1200/100=12B ==U12=U3; U45= 1200/150= 8B ==U4=U5, проверим U=U123+U45= 20B!
Напряжения нашли, далее: Q4=U4*C4= 8*80= 640Кл; Q5= U5*C5= 8*70= 560Кл, проверим Q¹²пар=Q¹+Q²= 640+560= 1200Кл!
Для участка 12||3: Q3=U3*C3= 12*16= 192Кл, аналогично Q12= U12*C12= 12*84=1008 Кл ==Q1=Q2 (для посл. цепей), тогда U1=Q1/C1= 1008/120= 8.4B, U2=Q2/C2= 1008/280=3.6B, проверяем 8.4+3.6=12B!
ВСЁ, найденные значения выписываем в ответ
