Можно ли на луне для передвижения использовать воздушные шары

Воздухоплавание — Класс!ная физика

Воздухоплавание

Подробности Просмотров: 435

На все тела в воздухе действует выталкивающая ( архимедова) сила. Чтобы найти архимедову силу, действующую на тело в воздухе, надо рассчитать ее по формуле, умножив ускорение свободного падения на плотность воздуха и на объем тела.

Fа = g pVт

Если эта сила окажется больше силы тяжести, действующей на тело, то тело взлетит. На этом основано воздухоплавание.

Чтобы воздушный шар поднимался выше, его надо наполнить газом, плотность которого меньше, чем у воздуха. Это может быть водород, гелий или нагретый воздух.

Для того чтобы определить, какой груз может поднять воздушный шар, надо знать его подъемную силу. Подъемная сила воздушного шара равна разности между архимедовой силой и действующей на шар силой тяжести.

Fпод = Fа — (Fт оболочки + Fт газа внутри + Fт груза)

Как же добиться, чтобы сила тяжести Fт была меньше силы Архимеда Fa?

Надо подумать каким газом заполнять воздушный шар!

Разность между весом 1м3 воздуха и весом 1м3 газа называют подъемной силой 1м3 газа.

Чем меньше плотность газа, заполняющего воздушный шар данного объема, тем меньше действующая на него сила тяжести и потому тем больше возникающая подъемная сила. При нагревании воздуха от 0 до 100 градусов Цельсия его плотность уменьшается только в 1,37 раз. Поэтому подъемная сила шаров, заполненных теплым воздухом, оказывается небольшой. Плотность же водорода в 14 раз меньше плотности воздуха, и подъемная сила шара, наполненного водородом более чем в три раза превышает подъемную силу нагретого воздуха того же объема. Водород, однако, горит и образует с воздухом легко воспламеняющуюся смесь. Негорючим и одновременно легким газом является гелий.

Можно ли на луне для передвижения использовать воздушные шары

Плотность воздуха уменьшается с увеличением высоты над уровнем моря. Поэтому по мере поднятия воздушного шара действующая на него архимедова сила становится меньше.

После того, как архимедова сила достигнет значения, равного силе тяжести, подъем воздушного шара прекратится.

Чтобы подняться еще выше надо уменьшить силу тяжести Fт, для этого с шара сбрасывают балласт. Сила тяжести уменьшается, и выталкивающая сила опять оказывается больше.

Читайте также:  Можно ли использовать аккумулятор меньшей емкости

Или можно увеличить силу Архимеда Fа, увеличив объем шара. Для этого надо закачать в оболочку дополнительную порцию газа.

Можно ли на луне для передвижения использовать воздушные шары

Для того, чтобы опуститься на землю, выталкивающую силу надо уменьшить. Для этого можно уменьшить объем шара. В верхей части оболочки шара имеется специальный выпускной клапан, через который можно выпустить часть газа. После этого шар начнет опускаться вниз.

Температуру теплого воздуха внутри воздушного шара можно регулировать с помощью обычно газовой горелки, установленной под оболочкой. Увеличивая пламя горелки, можно заставить воздушный шар подниматься выше и наоборот. Если подобрать такую температуру, при которой сила тяжести, действующая на шар с корзиной окажется равной силе архимеда,

то шар » повиснет» в воздухе.

ЧИТАЕМ

Краткая энциклопедия воздухоплавания ………. смотреть

ПОСЧИТАЙ

В некоторых мультфильмах надувшийся человечек всплывает в воздух.

Можно ли на луне для передвижения использовать воздушные шары

Каким должен стать объем тела человека, чтобы при массе 50 кг, он мог бы всплыть в воздух? Плотность воздуха = 1,3 кг/м3.

Считайте, что при надувании масса тела не увеличивается. А если учесть увеличение массы за счет втягиваемого воздуха, то изменится ли ответ?

«ВОЗДУШНЫЕ» ЗАДАЧИ

В атмосфере какой планеты будет подниматься воздушный шар, наполненный воздухом?

1. Можно ли на Луне для передвижения космонавтов пользоваться воздушными шарами?

2. Две одинаковые по весу оболочки воздушного шара, сделанные одна из тонкой резины, а другая из прорезиненной ткани, наполнены одинаковым количеством водорода (водород из шаров выходить не может). Какой шар поднимется выше?

3. Одинаковый ли вес покажут весы при взвешивании камеры от футбольного мяча, надутой воздухом при атмосферном давлении (камера еще не приняла шарообразной формы), и той же камеры, не надутой воздухом?

А ТЕПЕРЬ ЗАДАЧИ С ВОЗДУШНЫМИ ШАРАМИ

1. Задача о флагах ………. смотреть

2. Задача о том, что произойдет, если ………. смотреть

ИНТЕРЕСНО

1. В 1852 году аэростат с паровым двигателем французского инженера Жиффара при первом же подъеме в небо перевернулся и выскочил из сетки.

Можно ли на луне для передвижения использовать воздушные шары

2. Представь себе картонный ящик, уравновешенный на весах.

… если в ящик положить детский воздушный шар, наполненный водородом, и закрыть ящик крышкой, то чашка весов, на которой стоит ящик, поднимется. Шар с водородом вытеснит из ящика воздух, вес которого больше, чем вес шара с водородом.

Читайте также:  Можно ли ноутбук использовать как wifi

… а если в ящик поместить шар с привязанным к нему грузом такого веса, чтобы шар мог висеть в воздухе, то равновесие чашек весов не нарушится!

Проверим?

Источник

Физика в вопросах и ответах

Главная

» FAQ » Давление жидкостей и газов

126.Чем объясняется наличие максимальной высоты («потолка») для воздушного шара, которую он не в состоянии преодолеть?

127.На рис. 35 представлен один и тот же стратостат на различных высотах над землей. Какой форме стратостата соответствует большая высота подъема?

128.Дирижабль наполняют легким газом. Не лучше ли было бы из него выкачать воздух?

129.Одинаковый ли вес покажут весы при взвешивании камеры от футбольного мяча, надутой воздухом (камера еще не приняла шарообразной формы), и той же камеры, не надутой воздухом?

130.Картонный ящик уравновешен на весах. В ящик кладут детский воздушный шар, наполненный водородом, и закрывают ящик крышкой.

131.Водород и гелий под действием силы тяжести должны двигаться вниз. Но наполненные ими летательные аппараты поднимаются вверх. Как разрешить это кажущееся противоречие?

132.Можно ли на Луне для передвижения космонавтов пользоваться воздушными шарами?

133.Изобретатель предложил наполнять воздушный шар горячим воздухом, подогреваемым трущимся о тормозные колодки валом, который приводится в движение ветряком, выдвинутым из гондолы. В чем состоит принципиальная ошибка этого проекта?

134.Две одинаковые по весу оболочки воздушного шара, сделанные одна из тонкой резины, а другая из прорезиненной ткани, наполнены одинаковым количеством водорода (водород из шаров выходить не может). Какой шар поднимется выше?

Чем объясняется наличие максимальной высоты («потолка») для воздушного шара, которую он не в состоянии преодолеть?

Уменьшением плотности возду­ха с высотой подъема шара.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

На рис. 35 представлен один и тот же стратостат на различных высотах над землей. Какой форме стратостата соответствует большая высота подъема?

Можно ли на луне для передвижения использовать воздушные шарыЧем больше высота подъема, тем ближе форма газовой оболочки страто­стата к шарообразной.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Читайте также:  Можно ли использовать влажные салфетки вместо туалетной бумаги

Дирижабль наполняют легким газом. Не лучше ли было бы из него выкачать воздух?

Выкачивать из оболочки воздух нельзя, так как огромная сила атмосфер­ного давления легко раздавит сравни­тельно непрочную оболочку дирижабля.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Одинаковый ли вес покажут весы при взвешивании камеры от футбольного мяча, надутой воздухом (камера еще не приняла шарообразной формы), и той же камеры, не надутой воздухом?

Одинаковый. При заполнении камеры воздухом при атмосферном дав­лении вес ее не изменяется, так как вес воздуха в камере уравновешивается вы­талкивающей силой, равной весу возду­ха, вытесненного наполненной камерой.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Картонный ящик уравновешен на весах. В ящик кладут детский воздушный шар, наполненный водородом, и закрывают ящик крышкой.

а) Нарушится ли равновесие весов?

б) Нарушится ли равновесие весов, если в ящик поместить шар с привязан­ным к нему грузом такого веса, что шар может висеть в воздухе?

а) Чашка, на которой стоит ящик, поднимается. Шар с водородом вытес­няет из ящика воздух, вес которого боль­ше, чем вес шара с водородом; б) не нарушится.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Водород и гелий под действием силы тяжести должны двигаться вниз. Но наполненные ими летательные аппараты поднимаются вверх. Как разрешить это кажущееся противоречие?

Движение водорода и гелия вверх обусловлено аэростатическим дав­лением воздуха, вытесняющего эти газы.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Можно ли на Луне для передвижения космонавтов пользоваться воздушными шарами?

Нельзя, так как на Луне нет ат­мосферы.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Изобретатель предложил наполнять воздушный шар горячим воздухом, подогреваемым трущимся о тормозные колодки валом, который приводится в движение ветряком, выдвинутым из гондолы. В чем состоит принципиальная ошибка этого проекта?

Воздух не будет нагреваться, так как не будет вращаться ветряк, ибо при полете шара в постоянном воздушном потоке шар покоится относительно ок­ружающего воздуха.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Две одинаковые по весу оболочки воздушного шара, сделанные одна из тонкой резины, а другая из прорезиненной ткани, наполнены одинаковым количеством водорода (водород из шаров выходить не может). Какой шар поднимется выше?

Шар из резины поднимется выше, поскольку его оболочка по мере подъема растягивается.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

1-25 26-50 51-75 76-100 101-125 126-136

Источник