Анонимный вопрос
апрель 2016.
3148

Сколько нужно шаров с гелием, чтобы полететь за хлебом (500 м) и обратно?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
1
2 ответа
Поделиться
АВТОР ВОПРОСА ОДОБРИЛ ЭТОТ ОТВЕТ

Ну, это фантастика конечно, но если сугубо теоретически. 

1 обычный шарик поднимает 3-4 грамма, возьмем 3.5. Соответственно если вес человека около 70 000 грамм, то 70/3.5=20, т.е. 20 тысяч шаров. Естественно нужно учесть вес лесок от каждого шара, если предположить что в среднем каждая будет весить 0.5 грамма, то это еще 10 кг к весу (то есть человек должен весить 60кг что бы в месте с лесками получилось 70)

Объем одного шарика около 4 литров, соответственно 20 тысяч шариков займут чистым объемом 80 000 литров, плюс расстояние между шарами, думаю суммарно получится что то около 100 000 литров, или 100 м^3 Секреты от клуба интеллектуалов Что нужно знать, чтобы выиграть в передаче «Кто хочет стать миллионером?»Почему у кого-то эта картинка двигается, а у кого-то нет?Почему ответ 30? 1+1+1+1+1 1+1+1+1+1 1+1х0+1=...Больше интересных загадок

Все эти расчеты очень грубые, хотя бы потому, что сила поднятия шарика находящегося сбоку будет меньше, чем шарика который находится над человеком, она будет умножена на косинус угла между направлением силы тяги шара и направлением лески, а косинус меньше единицы, так что на самом деле шаров потребуется еще больше.

Ну и соответственно, если шарики подняли человека в воздух и ветер попутный, то как долго (далеко) получится пролететь определяется силой ветра и тем, как долго шарики удерживают в себе газ

В очередной раз вижу заплюсованный ответ, который читаю сквозь слёзы.

По мнению автора предыдущего ответа, два шарика, которые будут распёрты палочкой так, чтобы образовывать между леской и нормалью к грузу 90 градусов вообще не полетят. (Это если попробовать объяснить на примере). Читать и смешно и грустно.

А грустно от того, что некоторые сотрудники РАН не знают базовых законов механики и ЕГЭ сдать не смогут.  Если быть предельно аккуратным, то это объясняется следующим образом: Сила натяжения нити, находящейся сбоку, равна векторной сумме силы Архимеда(она и отвечает за поднятие груза) и силы отталкивания соседнего шара, которая направлена перпендикулярно силе Архимеда. Таким образом вертикальная составляющая силы натяжения нити (сила Архимеда) никак не зависит от угла нити. Думаю с этим разобрались.  

Теперь к делу.

У нас есть сила Архимеда, которая поднимает нас за хлебом. 

Против неё действует сумма сил, равная сумме произведений каждого слагаемого: массы  человека(Mч),оболочек шариков(Mо) и гелия(Мhe) на ускорение свободного падения.

Fa=(Mч+Mо+Мhe)*g

Раскроем силу архимеда Fa=qвозд*V*g Где q(читается-ро) - плотность воздуха V - объём гелия

qвозд*V*g=(Mч+Mо+Мhe)*g  сократим g

qвозд*V=Mч+Mо+Мhe

Раскроем Мhe и Mо

С массой гелия всё просто Мhe=qhe*V

С массой оболочек чуть сложнее, ведь это сумма всех оболочек, а сколько шариков, нам пока неизвестно. Их столько, сколько уместится объёмов шариков(Vш) в объёме гелия. V/Vш - количество шариков. Умножив на массу одного шарика (Mш) получим сумму масс всех оболочек.

Mо=Mш*V/Vш

Подставим раскрытые массы в уравнение.

qвозд*V=Mч+Mш*V/Vш+qhe*V

снесём в левую часть все слагаемые с объёмом

qвозд*V-Mш*V/Vш-qhe*V=Mч

Вынесем V за скобки

V(qвозд-Mш*/Vш-qhe)=Mч

Выразим V

V=Mч/(qвозд-(Mш*/Vш+qhe)) для наглядности я плотность оболочки и плотность гелия в скобки, чтобы было видно, как они работают против плотности воздуха.

После решения подставим в (V/Vш - количество шариков) и найдём ответ.

Если взять наиболее рациональный вариант в виде шариков В350 объёмом 0,8м^3  и массой примерно 0,04кг/шт и человека, массой 70 кг, то получим следующий результат:

V=70/(1,292-((0,04/0,8+0,179))= 65,85 кубических метров

V/Vш = 65,85/0,8 = 82,3125

Округляя до целых получим 83 шарика В350 , нужных, чтобы полететь за хлебом.

Ответить