2016-12-31
Аэростат массой $M$ опускается с постоянной скоростью $v$. Сила сопротивления воздуха $f$ пропорциональна скорости. Подъемная сила аэростата равна $Q$. Какой массы $m$ балласт надо выбросить из гондолы аэростата, чтобы он поднимался вверх с той же по модулю скоростью $v$?
Решение:
Если аэростат опускаете* с постоянной скоростью, то сила сопротивления воздуха направлена вверх и, значит, сила тяжести аэростата $Mg$ уравновешена подъемной силой $Q$ и сопротивлением воздуха $f$:
$Mg = Q + f$. (1)
Если, после того как выброшен балласт массой $m$, аэростат начинает подниматься с той же по модулю скоростью $v$, то сила сопротивления воздуха изменит свое направление, т. е. будет действовать вниз. Следовательно, мы получим
$Mg - mg = Q - f$. (2)
Из уравнений (1) и (2) находим массу балласта:
$m = 2(M - Q/g) = 2f/g$.