问题 问答题

氢气球重忽略不计,而空气对氢气球的浮力恒为30N,由于受水平风力的作用,使氢气球的绳子和地面成θ=60°,如图所示,求

(1)水平风力大小和绳子所受的拉力大小.

(2)若风力增大,那么风力与绳子拉力的合力如何变化?

答案

(1)气球受重力、浮力F、拉力T和风力F处于平衡,受力如图.

水平方向  F-T cos60°=0                                

竖直方向  F-T sin60°=0                                    

所以,T=

F
sin60°
=
30
sin60°
=20
3
N                            

      F=Tcos60°=10

3
N                                         

(2)根据共点力平衡条件的推论得知:风力与绳子拉力的合力与重力和浮力的合力等大、反向,而重力与浮力的合力不变,所以风力与绳子拉力的合力不变.

答:

(1)水平风力大小和绳子所受的拉力大小分别为10

3
N和20
3
N.                               

(2)若风力增大,那么风力与绳子拉力的合力不变.

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