2017-08-04
Какой радиус $r$ должен иметь наполненный гелием воздушный-шар, чтобы он мог подняться в воздух, если масса $1 м^{2}$ оболочки шара $m_{0} = 50 г$? Температура воздуха $t = 27^{ \circ} С$, давление $p_{0} = 100 кПа$.
Решение:
Условие плавания шара в воздухе состоит в том, что сила Архимеда, равная весу $m_{в}g$ вытесненного воздуха, уравновешивает силу тяжести оболочки $mg$ и наполняющего шар гелия $m_{г}g$. Массы воздуха и гелия в объеме шара можно выразить через $r$, воспользовавшись уравнением Менделеева-Клапейрона; массу оболочки — из соотношения $\frac{m}{m_{0}} = \frac{S}{S_{0}}$, где $S$ — площадь поверхности оболочки, a $S_{0} = 1 м^{2}$.
Ответ: $ r \geq 0,15 м$.