Будем считать, что воздух - идеальный газ. Давление одинаково, объем помещения тоже не меняется. Запишем уравнение состояния для идеального газа: , где P - давление в помещении, V - объем помещения, R - универсальная газовая постоянная, T - температура, - количество вещества(m - масса вещества, M - молярная масса вещества). Будем считать, что , . Составим систему уравнений, которые будут описывать состояние системы в разное время года(1 - параметры для лета, 2 - для зимы): поделим второе уравнение на первое, получим: Получили ответ: вес воздуха зимой в ~1.07 раз больше, чем вес воздуха летом.
Подвижный блок дает двойной выигрыш в силе. И если бы КПД и вес механизма равнялись бы нулю, то к веревке надо было бы приложить силу F = mg/2 = 40*10/2 = 200 Ньютонов. Но так как механизм имеет некоторый вес и КПД меньше 1 то дополнительно приходится прикладывать силу = 250 - 200 = 50 Ньютонов. Используя те данные, которые даны в задаче, ответить точно какой КПД и чему равен вес механизма, нельзя. Можно узнать, какой будет КПД, если масса механизма, например, = 2 кг. Тогда вес механизма = 2*10 = 20 Ньютонов. Значит, что бы поднять груз с механизмом надо приложить силу 200 +20/2 = 210 Н. А приложили 250. Значит КПД = 210/250 = 0,84
поделим второе уравнение на первое, получим:
Получили ответ: вес воздуха зимой в ~1.07 раз больше, чем вес воздуха летом.