Определить подъемную силу аэростата объемом 2×10^4 м^3, наполненного гелием, на высоте 10 км над уровнем моря. оболочка аэростата снизу открыта

Хорошо, давайте рассмотрим данный вопрос. Чтобы определить подъемную силу аэростата, нам необходимо знать плотность воздуха на данной высоте и массу аэростата.

1. Плотность воздуха на высоте 10 км над уровнем моря:
На данной высоте плотность воздуха ниже, чем на нижних уровнях атмосферы. Для упрощения решения мы можем воспользоваться приближенным значением плотности воздуха на уровне моря, которое составляет примерно 1,225 кг/м^3.

2. Масса аэростата:
Масса аэростата можно определить, зная его объем и плотность гелия.
Объем аэростата составляет 2×10^4 м^3.

Плотность гелия - 0,179 кг/м^3.

Теперь можно рассчитать массу аэростата:
масса = плотность гелия × объем аэростата
масса = 0,179 кг/м^3 × 2×10^4 м^3 = 3580 кг

3. Подъемная сила:
Подъемная сила возникает за счет разности плотностей воздуха и газа внутри аэростата.

Подъемная сила равна весу выталкиваемого объема воздуха. Для определения подъемной силы, нам необходимо рассчитать разность веса воздуха, которую заменяет гелий, и веса самого гелия.

Вес воздуха, которую заменяет гелий:
вес воздуха = плотность воздуха × объем аэростата
вес воздуха = 1,225 кг/м^3 × 2×10^4 м^3 = 24 500 кг

Вес гелия:
вес гелия = масса аэростата × ускорение свободного падения
ускорение свободного падения на высоте 10 км составляет примерно 9,8 м/с^2.

вес гелия = 3580 кг × 9,8 м/с^2 = 35 084 Н (ньютон)

Теперь мы можем найти подъемную силу, которая равна разности веса воздуха и веса гелия:
подъемная сила = вес воздуха - вес гелия
подъемная сила = 24 500 кг × 9,8 м/с^2 - 35 084 Н
подъемная сила = 240 100 Н - 35 084 Н
подъемная сила = 205 016 Н

Таким образом, подъемная сила аэростата объемом 2×10^4 м^3, наполненного гелием, на высоте 10 км над уровнем моря составляет 205 016 Н.