高中物理--相互作用--高手快来如图所示,一个体积为1m³,质量m=0.29kg的氢气球,用一根长度等于球半径的细绳系住,绳的另一端固定在光滑的竖直墙上,试求气球平衡时,墙受到的压力和细绳中

Question

高中物理--相互作用--高手快来
如图所示,一个体积为1m³,质量m=0.29kg的氢气球,用一根长度等于球半径的细绳系住,绳的另一端固定在光滑的竖直墙上,试求气球平衡时,墙受到的压力和细绳中的张力.已知空气密度为1.29kg/m³.

Answer 1

进行受力分析,以球为研究对象,球受四个力的作用,重力G,空气的浮力F1,墙的支持力F2,绳子的拉力F3.
且由图可知,把绳子反向延长,过球心,与球心到墙的垂线和墙构成一个三角形,且绳子与墙的夹角为30°
则球平衡时,
G+F3*cos30°=F1 (竖直方向）
F3*sin30°=F2 (水平方向）
G=mg=0.29*10=2.9N F1=pgv=1.29*10*1=12.9N
代入数据,解得F3=20/（根号3）=11.5N
F2=5.75N
所以,墙壁所受压力与细绳上的张力分别是 5.75N和11.5N