Какова плотность воздуха на высоте 15 км, если воздушный шар объемом 30 м³, наполненный водородом, поднят и на него

Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать закон Архимеда, который говорит нам, что на тело, погруженное в жидкость или газ, действует вверх направленная сила, равная весу вытесненной жидкости или газа.

Для начала найдём массу вытесненного воздуха. Объем вытесненного воздуха будет равен объему воздушного шара, так как шар полностью заполнен водородом.

Объем воздушного шара равен 30 м³.

Теперь найдем массу вытесненного воздуха, используя формулу плотности:

масса = плотность * объем

Масса вытесненного воздуха будет:

масса = плотность воздуха * объем воздушного шара

Мы знаем, что плотность воздуха уменьшается с высотой, поэтому для решения задачи нам необходимо знать плотность воздуха на высоте 15 км.

Для этого нам понадобится знать закон изменения плотности воздуха с высотой. В данной задаче можно использовать упрощенную модель, в которой плотность воздуха уменьшается экспоненциально с высотой.

Формула для плотности воздуха на высоте h:

плотность = плотность на уровне моря * exp(-h / H),

где плотность на уровне моря - плотность воздуха на уровне моря (обычно принимается равным 1,225 кг/м³),
h - высота над уровнем моря,
H - масштабная высота (примерное значение 8,5 км).

Теперь мы можем подставить значения в формулу и найти плотность воздуха на высоте 15 км:

плотность = 1,225 * exp(-15 / 8,5)

Рассчитаем эту формулу, используя калькулятор:

плотность ≈ 0,22 кг/м³

Таким образом, плотность воздуха на высоте 15 км составляет примерно 0,22 кг/м³.

Ответ: В данной задаче, правильный ответ - Б) 0,22 кг/м³