有一氢气球,系于绳子一端。因受风力影响,绳子与水平方向成60度角,风沿水平方向吹气球,风力40牛。求气球所受浮力和绳拉力。(气球质量不计,g取10m/s^2)要过程

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先分析气球的受力状态。该气球受了三个力: 1.风的水平力(40N假设向右) 2.垂直向上的浮力F 3.绳子的拉力T(左斜下方,与水平方向成60度角) 以这三个力的结合点为坐标原点,作一个直角坐标系,水平向右为X轴的正向,垂直向上为Y轴的正向。然后将这三个力向X轴分别投影 风的水平力投影为40N,浮力的投影为0,绳的拉力投影为-T*cos60. 由于该气球在X方向是平衡的,故有: 40-T*cos60=0 得T=80(N) 然后又将这三个力向Y轴投影 风力在Y轴的投影为0,浮力的投影为F,绳子拉力的投影为-T*sin60 由于气球在Y方向也是平衡的,故有: F-T*sin60=0 F=80*sin60=69.28(N)

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∵气球质量不计,∴仅受风力、浮力和绳拉力,保持平衡,合力为0。其中:风力沿水平方向,浮力竖直向上,绳拉力与水平方向成60°斜向下在水平方向上:风力+绳拉力*cos60°=0,∴风力=-20牛在竖直方向上:浮力+绳拉力*sin60°=0,∴浮力=-20√3牛