Fysikprovet 2010 fråga 6

Förvirrad över vart jag ska börja och hur man kan räkna ut lyftkapaciteten på en farkost. Volymen för farkosten kan beräknas då vi har diametern om man antar att det är en svärm. Men hur blir det med gaserna? Höjden och hastigheten är också given.

Den ringa tid man har på detta prov implicerar en förenkling med överslag. Du ska bara utröna storleksordningen hos lastkapaciteten.

Du approximerar en volym $V$ och den har tyngden $W$ som du bestämmer från andelen av helium och "varm" luft. Tefatet förskjuter en volym $V$ av omkringliggande luft och angrips därför av en lyftkraft $\rho_{luft} gV$ enligt Arkimedes. Du får:

$F = \rho_{luft} gV - W = \rho_{luft}gV -(2/3\rho_{hel}+1/3\rho_{luft})gV$

Lastkapaciteten är:

$F/g = 2/3V(\rho_{luft} -\rho_{hel})$

Ja ok det är ändå rimligt men hur kan jag veta luftens och heliums densitet om det inte är givet?

Jag är ganska säker på att det står i ett givet formelblad. Var noggrann med att detta gavs för 12 år sedan och att informationen de fick då var annorlunda än nu är.