Можно ли считать воздушный шар материальной точкой при определении архимедовой силы, действующей на шар в воздухе.

Для полета нужен объем

Согласно закону Архимеда, на реальный воздушный шар действует выталкивающая сила F_A = ρgV, где:

• ρ — плотность воздуха;
• g — ускорение свободного падения
• V — объем.

В то же время на шар с массой m действует сила тяжести F_т = mg, направленная вниз.

Если F_А > F_т, то равнодействующая сила будет отличной от нуля и направлена вверх, и такой шар полетит.

Чтобы увеличить F_А и уменьшить F_т, увеличивают объем V и по возможности уменьшают массу m шара. Уменьшение массы достигается уменьшением плотности наполняющего шар воздуха за счет подогрева. Возможно наполнение шара легким газом.

Воздушный шар в виде точки

Если воздушный шар считать материальной точкой, то мы вынуждены лишить его объема. Ведь материальная точка обладает только массой, а ее геометрические размеры равны нулю. Из этого следует, что объем шара в виде точки V = 0. При расчете подъемной силы F_А получается, что она тоже равна нулю. В то же время масса, а следовательно и сила тяжести, направленная вниз, остается. Выходит, что попытка представить воздушный шар в виде материальной точки лишает его подъемной силы, что противоречит практике.

Вывод: считать воздушный шар материальной точкой нельзя.

Для воздушного шара сила Архимеда FА = ρVg,где — ρ плотность воздуха,V — объем шара,g — ускорение свободного падения.Если считать шар материальной точкой, то тогда объем V = 0, и расчетная выталкивающая (подъемная) сила тоже равна нулю. В действительности же объем и плотность наполняющего шар газа определяют его способность к воздухоплаванию.Ответ: Воздушный шар считать материальной точкой нельзя.