天水特产小吃:一道物理题

来源：百度文库编辑：高校问答时间：2024/05/04 16:30:49

（01杭州）如图所示为杭州西湖孤山草坪上的一只观光用的载人升空气球（气球可以看作球体，球的体积（4派R^3/3 ），球的半径为4米，球内充氦气，气球能搭载物体的最大质量为125千克。问：

（1）若该气球只搭载一个质量为55千克的人观光，则当气球搭载此人匀速升至高空时，需要用多少牛的力，才能将气球拉住？

（2）气球的球壳和配重物的质量总共为多少千克？

（氦气的密度为ρ氦=0.18千克/米3，空气的密度为ρ空=1.29千克/米3）

麻烦给出详细的解答过程...谢谢

该题目中气球获得的升力由气球的浮力提供，其向下所受的力为两部分：一是气球球壳自重和配重物的重量，而是所载物体的重量。既然题目中说道气球能搭载的物体重大质量为125千克，所以意味着，气球的升力，减去自身负重的额外升力最大为125千克。
1）现在气球只装了55千克的人，所以这意味着，仍需125-55=70千克向下力来平衡，使气球做匀速上升。
70千克力=70*9.8N

2)气球总的浮力为体积*密度差单位是千克力（也可以
乘以g变成牛顿）
计算得到位297.57千克力
而气球能搭载最大质量为125千克
所以说明，气球自身负重，包括球壳和配重物为
297.57-125 千克

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