Два воздушных шара наполнили гелием. Объём шариков разный, но один из них выполнен из более плотной резины. Количество гелия, которое закачали в шарики, одинаковое. Какой шарик взлетит выше, если их отпустить?

Однозначно сказать, какой шарик взлетит выше, по этим данным нельзя. Необходимо знать не только объём и плотность резины, но и массу оболочки каждого шарика.

Когда шарик отпускают, на него действуют две основные силы:

• сила Архимеда — вверх, она равна весу вытесненного шариком воздуха;
• сила тяжести — вниз, это вес гелия и самой резиновой оболочки.

Количество гелия одинаковое, значит масса гелия в обоих шариках одинакова. Но сила Архимеда зависит от объёма шарика: чем больше объём, тем больше воздуха он вытесняет и тем сильнее его «толкает» вверх.

С другой стороны, более плотная резина означает более тяжёлую оболочку (при одинаковом размере и толщине), а значит такой шарик имеет больший вес и меньшую подъёмную силу.

Например:

• большой шарик из лёгкой резины может подняться выше, потому что у него больше подъёмная сила;
• меньший шарик из менее плотной резины может оказаться легче и тоже иметь преимущество;
• большой шарик с очень тяжёлой оболочкой может вообще подниматься хуже.

Кроме того, по мере подъёма давление воздуха уменьшается, гелий расширяется, и шарик увеличивается в размере, пока не достигнет равновесия или не лопнет. То, насколько высоко он поднимется, зависит от начального объёма, массы оболочки и её способности растягиваться.

Поэтому правильный ответ: выше взлетит тот шарик, у которого отношение подъёмной силы к общей массе (гелий + резина) больше; по указанным данным определить победителя нельзя.

0 0 Пожаловаться