Воздушный шар практически неподвижно висит над землей на высоте 168 м. На короткое время в оболочке открывают клапан, газ выходит, объём шара быстро уменьшается и шар начинает опускаться. Через какое время шар опустится на землю, если в результате

Добавлена: 30.04.2026
Обновлена: 30.04.2026
Предмет: Физика
Автор: Кэмп

#Общая физика: механика, термодинамика, электродинамика
#Молекулярная физика

Условие:

Воздушный шар практически неподвижно висит над землей на высоте 168 м. На короткое время в оболочке открывают клапан, газ выходит, объём шара быстро уменьшается и шар начинает опускаться. Через какое время шар опустится на землю, если в результате проделанной операции его объём уменьшился на $2,5 \%$ ? Coпротивлением воздуха пренебречь. Плотность газа, заполня шар, в 7 раз меньше плотности окружающего воздуха.

Решение:

Сначала определим начальные условия. Воздушный шар висит неподвижно на высоте $h_0 = 168$ м. Это означает, что сила Архимеда уравновешивает силу тяжести:

F_A = F_{тяж}

Сила Архимеда:

F_A = \rho_{возд} g V_0

, где

\rho_{возд}

— плотность воздуха,

V_0

— начальный объём шара.
Сила тяжести:

F_{тяж} = m g = \rho_{газ} V_0 g

, где

\rho_{газ} = \frac{\rho_{возд}}{7}

по условию.

Условие равновесия:

\rho_{возд} g V_0 = \rho_{газ} V_0 g + m_{оболочки} g

Но если шар висит неподвижно и газ внутри имеет ненулевую массу, то обычно учитывают массу оболочки...

Внутри — полный разбор, аргументация, алгоритм решения, частые ошибки и как отвечать на каверзные вопросы препода, если спросит

Попробуй решить по шагам

Попробуй один шаг и продолжи в режиме обучения или посмотри готовое решение

Какое физическое явление или принцип является ключевым для определения начального состояния воздушного шара, когда он "практически неподвижно висит над землей"?

Закон сохранения импульса

Условие равновесия сил

Закон Бернулли