Как рассчитать подъемную силу воздушного шара на основе принципа Архимеда?

Подъёмная сила воздушного шара равна разности между силой Архимеда и силой тяжести всего шара (включая оболочку, газ внутри и груз). dzen.ru

Формула расчёта: Fпод = Fа – Pш, где: lc.rt.ru

• Fа — сила Архимеда, рассчитывается по формуле: Fа = ϱв ∙ g ∙ V, где ϱв — плотность воздуха, в который погружён шар, g — ускорение свободного падения, V — объём шара. lc.rt.ru
• Pш — вес шара, складывается из веса газа, заполняющего оболочку, и веса самой оболочки: Pш = Pг + Pо. lc.rt.ru

Пример расчёта: пусть в воздух запущен воздушный шар объёмом 50 м³, который наполнен гелием (ρHe = 0,189 кг/м³). obrazavr.ru Плотность воздуха равна 1,3 кг/м³. obrazavr.ru Нужно найти, какой груз может поднять шар. obrazavr.ru

Решение: PHe = 9,8 Н/кг ⋅ 0,189 кг/м³ ⋅ 50 м³ ≈ 93 Н. obrazavr.ru Архимедова сила, которая будет действовать на этот шар в воздухе, равна весу воздуха объёмом 50 м³. obrazavr.ru Плотность воздуха равна 1,3 кг/м³. obrazavr.ru Рассчитаем её: FА = 9,8 Н/кг ⋅ 1,3 кг/м³ ⋅ 50 м³ = 637 Н. obrazavr.ru Значит, воздушный шар может поднять груз весом 637 Н – 93 Н = 544 Н. obrazavr.ru

Важно: для максимальной подъёмной силы шар нужно наполнять газом с наименьшей плотностью. xn--g1ab9a7b.xn--p1ai Также можно использовать нагретый воздух: чем горячее воздух, тем меньше его плотность, и соответственно тем больше подъёмная сила. xn--g1ab9a7b.xn--p1ai