Для определения подъемной силы аэростата необходимо учесть архимедову силу, действующую на аэростат, и вес самого аэростата (оболочки, гондолы и водорода).
1. Архимедова сила (выталкивающая сила, действующая на аэростат) рассчитывается как вес воздуха, вытесненного аэростатом:
\(F_A = V \cdot \rho_{воздуха} \cdot g\)
где:
* \(V\) - объем аэростата (2000 м³)
* \(\rho_{воздуха}\) - плотность воздуха (примем \(1.29 кг/м^3\))
* \(g\) - ускорение свободного падения (примем \(9.8 м/с^2\))
\(F_A = 2000 м^3 \cdot 1.29 кг/м^3 \cdot 9.8 м/с^2 = 25284 H\)
2. Вес водорода в аэростате:
\(F_{водорода} = V \cdot \rho_{водорода} \cdot g\)
где:
* \(V\) - объем аэростата (2000 м³)
* \(\rho_{водорода}\) - плотность водорода (примем \(0.09 кг/м^3\))
* \(g\) - ускорение свободного падения (примем \(9.8 м/с^2\))
\(F_{водорода} = 2000 м^3 \cdot 0.09 кг/м^3 \cdot 9.8 м/с^2 = 1764 H\)
3. Общий вес аэростата (оболочка, гондола и водород):
\(F_{общий} = F_{оболочки} + F_{водорода} = 16000 H + 1764 H = 17764 H\)
4. Подъемная сила аэростата (разница между архимедовой силой и общим весом аэростата):
\(F_{подъемная} = F_A - F_{общий} = 25284 H - 17764 H = 7520 H\)
Ответ: Подъемная сила аэростата равна 7520 Н