Какова подъемная сила аэростата, который имеет объем 600 м3 и наполнен водородом, если масса оболочки с корзиной

Чтобы вычислить подъёмную силу аэростата, мы должны учесть разницу в плотности воздуха и гелия, которым он заполнен. Подъёмная сила создаётся за счёт разницы массы занимаемого аэростатом газа и массы самого аэростата.

В данной задаче аэростат заполнен водородом. Мы можем использовать известные значения плотностей для воздуха и водорода, чтобы вычислить разницу между ними.

Плотность воздуха на уровне моря составляет около 1.225 кг/м3, а плотность водорода примерно равна 0.0899 кг/м3.

Теперь мы можем вычислить подъёмную силу, используя формулу:

\[F = (V_{газа} \cdot P_{воздуха} - V_{оболочки} \cdot P_{воздуха}) \cdot g\]

где \(F\) - подъёмная сила,
\(V_{газа}\) - объём газа в аэростате,
\(P_{воздуха}\) - плотность воздуха,
\(V_{оболочки}\) - объём оболочки аэростата,
\(P_{водорода}\) - плотность водорода, и
\(g\) - ускорение свободного падения (приближенно равно 9.8 м/с²).

Подставляя известные значения, получаем:

\[F = (600 \, \text{м}^3 \cdot 1.225 \, \text{кг/м}^3 - 2000 \, \text{кг}) \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2\]

Вычисляя данное выражение, получаем:

\[F = (733.5 \, \text{кг} - 2000 \, \text{кг}) \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2\]

\[F = (-1266.5 \, \text{кг}) \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2\]

\[F = -12,397.7 \, \text{Н}\]

Таким образом, подъёмная сила аэростата составляет -12,397.7 Ньютона. Знак минус указывает, что направление силы направлено вверх, противоположно направлению силы тяжести. Это означает, что аэростат будет взлетать в воздух.