astronauti příklad
Astronauti trénují práci na Měsíci tak, že se ve skafandrech ponoří do bazénu, kde jsou nadnášeni vztlakem vody. Vypočítejte, na jaký objem V mají inženýři skafandr s astronautem nafouknout, aby astronaut vážící m=90 kg pociťoval tíhové zrychlení stejné jako na Měsíci, tzn. šestinu zemského tíhového zrychlení? Samotný skafandr váží M=40 kg, hmotnost vzduchu ve skafandru zanedbejte.
Odpovědi
Diskuze
g(Země)=9,81 m/s2
g(Měsíce)=1,62 m/s2
k=g(Měsíce)/g(Země)=1,62/9,81 ≈ 1/6
Fg=(m+M)*g
Fv=V*ρ*g
Fv=(1 - 1/6)*Fg /// 1/6 tíhy astronauta se skafandrem zůstane nekompenzována vztlakem a 5/6 tíhy bude kompenzována vztlakem
V*ρ*g=(1 - 1/6)*(m+M)*g
V=5/6*(m+M)/ρ
V=5/6*(90+40)/1000=0,10833333333333333333333333333333 m3
V=108 ℓ + 1/3 ℓ
===============
PS: objem skafandru představuje jeho celkový objem tedy včetně astronauta těla, které je uvnitř.
---
Kontrolní úvaha:
V případě, že by se skafandr naplnil na "nulovou gravitaci - stav beztíže", měl by objem:
Fv=(1 - 1/∞)*Fg
Fv=Fg
V=(m+M)/ρ
V=(90+40)/1000=0,13 m3
V=130 ℓ
=======