Treść: 

Z powierzchni Ziemi wypuszczono balon stratosferyczny mający szczelną, nierozciągliwą powłokę wypełnioną wodorem. Związek ciśnienia atmosferycznego z odległością od powierzchni Ziemi można opisać w przybliżeniu wzorem:

$p=p_0\cdot 2^{-\frac{h}{5}}$  

gdzie:

$p_0$   – ciśnienie atmosferyczne na powierzchni Ziemi,

$h$  – wysokość nad powierzchnią Ziemi wyrażona w kilometrach.

Narysuj wektory sił działających na balon podczas wznoszenia ze stałą prędkością, oznacz i zapisz ich nazwy, uwzględniając siłę oporu. Zachowaj właściwe proporcje długości wektorów.

---

 Rozwiązanie:

Balon porusza się ze stałą prędkością. Zauważmy, że na balon będą działały trzy siły: siła wyporu, która będzie równoważyła siłę oporu powietrza i siłę ciężkości balonu.

${\overrightarrow{F}}_w={\overrightarrow{F}}_o+{\overrightarrow{F}}_g$  

gdzie :

${\overrightarrow{F}}_g$  - siła ciężkości balonu,

${\overrightarrow{F}}_o$  - siła oporu powietrza,

${\overrightarrow{F}}_w$  - siła wyporu. 

Wykonajmy rysunek pamiętając o tym, że długość wektora siły wyporu musi być taka sama jak suma wektorów siły oporu powietrza i siły ciężkości balonu: