Як знайти підйомну силу

Як знайти підйомну силу

Підйомна сила літального апарату, який легше повітря, визначається його об 'ємом, а також щільністю наповнюючого його газу. Остання, в свою чергу, залежить від його складу і температури. Одні повітряні кулі заповнюють гарячим повітрям, а інші - легкими газами. Також слід враховувати масу самого балона.

Інструкція

1. Теплові аеростати, інакше звані монгольф 'єрами, містять всередині себе повітря того ж складу, що і зовні. Від зовнішнього він відрізняється лише температурою: чим вона вища, тим менша щільність. Для атмосферного повітря при нормальних умовах (20 градусів Цельсія, 760 міліметрів ртутного стовпа) вона становить 1,2041 кг, а при 100 градусах Цельсія (типова температура повітря всередині монгольф 'єра) і тому ж тиску - 0,946 кг. Знаючи об 'єм оболонки (попередньо переведений в кубічні метри), обчисліть масу газу в ній в обох випадках:m1 = ρ1V, де m1 - маса повітря при нормальних умовах, кг, ^ 1 - щільність при нормальних умовах, кг м, V - об "єм кулі, м m2 = ρ2V, де m2 - маса повітря в нагрітому стані, кг, 1 - щільність у нагрітому стані, кг м, V - об" єм кулі, м ;


2. Розрахуйте підйомну силу без урахування маси оболонки. Висловіть її спочатку в кілограмах сили (кгс):F1 = m1-m2, де F1 - підйомна сила без урахування маси оболонки, кгс, m1 - маса повітря при нормальних умовах, кг, m2 - маса повітря в нагрітому стані, кг.

3. З підйомної сили вирахуйте масу оболонки:F2 = F1-mоб, де F2 - підйомна сила з урахуванням маси оболонки, кгс, F1 - підйомна сила без урахування маси оболонки, кгс, mоб - маса оболонки, кг.

4. При необхідності переведіть підйомну силу з урахуванням маси оболонки з позасистемних одиниць (кгс) в одиниці системи СІ - ньютонах, F2 [кгс] - вона ж, виражена в кілограмах сили, g - прискорення вільного падіння, рівне 9,822 м/с .

5. У разі, якщо куля заповнена не гарячим повітрям, а легким газом, обчислення здійснюйте так само, підставивши замість 2 щільність цього газу в нормальних умовах (деяким підвищенням тиску в балоні за рахунок здавлювання газу його стінками можна знехтувати). Щільність водню дорівнює 0, 0899 кг, гелію - 0,17846 кг. Незважаючи на те, що водень при тому ж обсязі здатний створити помітно велику підйомну силу, його застосування в повітряних кулях обмежене через пожежонебезпеку. Гелій застосовується значно частіше, незважаючи на істотний недолік - здатність відлетучуватися через стінки оболонки.