Дирижабль, наполненный водородом, находится в сухом воздухе, температура которого равна 20℃ и давление 95,3 кПа. Объём дирижабля равен 31900 м3. Молярная масса воздуха равна 29 г/моль, универсальная газовая постоянная равна R=8,31 Дж/(моль∙К). Плотность насыщенного водяного пара при температуре 20℃ равна 0,017 кг/м3 . Какова подъёмная сила, действующая на дирижабль со стороны воздуха? ответ выразите в кН, округлите до целого числа. Чему была бы равна подъёмная сила при относительной влажности 70%, той же температуре и давлении? ответ выразите в кН, округлите до целого числа.

p=m(g±a)

  при движении вверх

p=m(g+a)=80*(9,8+4,9)=1176 н

  при движении в низ

p=m(g-a)=80*(9,8-4,9)=392 н

1.  a=mgh=ph=300н*0.3м=90дж

2. a=fs=25н*240м=6000дж=6кдж

как известно кпд=рпол/робщ, где рпол - полезная мощность, робщ - вся мощность. робщ=1,5 квт, рпол=fv, где v- скорость, а f=mg. после подстановки в первое уравнение кпд=mgv/робщ, m=кпд*робщ/vg=0.8*1500*60/3*10=2.4 т(скорость нужно перевести в м/с).

уравнение колебаний груза:

x = a*coswt

последовательно дифференцируя по времени, найдем уравнения для скорости и ускорения груза:

v = x' = -aw*sinwt

a = x"= -aw^2*coswt

приравняем а = 0

-aw^2*coswt = 0        wt = п/2 (не будем рассматривать бесконечное множество углов).      t = п/2w

подставим это значение t в уравнение для скорости:

v = -aw sin(п/2) = - aw

тогда кинетическая энергия в этот момент:

wкин = mv^2 /2 = ma^2*w^2 /2 = (2*25*10^(-4)*0,04)/2 = 10^(-4) дж = 0,1 мдж.

ответ: 0,1 мдж.