Номер 516, страница 69 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Архимедова сила. Плавание тел. Плавание судов. Воздухоплавание - номер 516, страница 69.

Условие.

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

Решение.

Нет, на Луне для передвижения космонавтов пользоваться воздушными шарами нельзя. Принцип полета воздушного шара основан на законе Архимеда, который применим только при наличии окружающей среды — газа или жидкости.

Решение

Работа воздушного шара основана на создании подъемной силы, которая возникает из-за разницы плотностей. Шар наполняется газом (например, горячим воздухом или гелием), который имеет меньшую плотность, чем окружающий воздух. Согласно закону Архимеда, на тело, погруженное в газ, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненного этим телом газа. Формула для выталкивающей силы (силы Архимеда) выглядит так:

$F_{A} = \rho_{среды} \cdot g \cdot V$

где $F_{A}$ — выталкивающая сила, $\rho_{среды}$ — плотность окружающей среды (на Земле — воздуха), $\text{g}$ — ускорение свободного падения, $\text{V}$ — объем шара.

Чтобы шар взлетел, выталкивающая сила $F_{A}$ должна превышать силу тяжести, действующую на шар со всем его содержимым.

На Луне практически отсутствует атмосфера, то есть она представляет собой вакуум. В вакууме плотность окружающей среды $\rho_{среды}$ равна нулю. Следовательно, выталкивающая сила на Луне также будет равна нулю:

$F_{А} = 0 \cdot g_{Луны} \cdot V = 0$

Единственной силой, действующей на шар, будет сила притяжения Луны, которая будет прижимать его к поверхности. Таким образом, без атмосферы, которая могла бы создать выталкивающую силу, воздушный шар не сможет подняться.

Ответ: На Луне нельзя использовать воздушные шары для передвижения, поскольку там отсутствует атмосфера. Для полета воздушного шара необходима выталкивающая сила (сила Архимеда), которая возникает только в газовой или жидкой среде. В безвоздушном пространстве Луны эта сила равна нулю.