Закон Архимеда применяется не только для тел, погруженных в воду, но и для воздухоплавания. Сила Архимеда Fа=ρ*V*g, здесь ρ = 1,29 кг/м³ - плотность среды, в которую погружен шар, то есть воздуха, V = 60 м³ - объем шара, g=9,8 м/с² - ускорение свободного падения. Fа = ρ*V*g = 1,29 кг/м³ * 60 м³ * 9,8 м/с² = 758 кг*м/с² = 758 Н (если все величины подставлены в системе СИ, то и ответ получается в системе СИ)
Сила Архимеда равна силе тяжести поднимаемого шара + гелия + груза. Fа=Fт1 + Fт2 + Fт3 Fт1 = m1*g = 20 кг * 9,8 м/с² = 196 Н Fт2 = ρ гелия * V * g = 0,178 кг/м³ * 60 м³ * 9,8 м/с² = 104 Н Fт3 = Fа - Fт1 - Fт2 = 758 Н - 196 Н - 104 Н = 458 Н m2 = Fт2/g = 458 Н / 9,8 м/с² = 46,7 кг ответ: ≈47 кг.
Найдём для начала количество вещества: Ню=V/Vm. Vm=22,4 л/моль. Тогда Ню=5/22,4=0,2 моль. Найдём количество молекул газа(N): Ню*Na. Na=6,02*10^23(Число Авогадро). N=0,2*6,02*10^23=1204*10^20. Можем найти концентрацию молекул(n): n=N/V=(1204*10^20)/5=2408*10^19 м^-3. Теперь речь пойдёт о молекулярной(атомной) массе: M=m/Ню=6/0,2=30 кг/моль. Найдём m0(массу одной молекулы): m0=M/Na=30/(6,02*10^23)=5*10^-23 кг. А теперь из формулы давления выразим среднеквадратичную скорость. Основная формула давления: P=(1/3)*m0*n*V^2. Тогда V=корень квадратный из((3P)/(m0*n))=корень из(6*10^5)/(2408*10^19*5*10^-23)=707 м/с(простите, я слишком много округлял в этой задаче, поэтому не факт, что ответ правильный. Но формулы знаю точно.). ответ: V=примерно 707 м/с.
