Закон Паскаля и сила Архимеда Шарик, наполненный гелием, имеет объём 5 л. Какую максимальную массу груза m он может поднять в воздух, если масса оболочки шарика и гелия суммарно m = 5 г. Плотность воздуха считать равной ρ = 1,2 кг/м3. Ответ выразите в граммах.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

По закону Паскаля давление внутри шарика равно давлению наружной среды, т.е. давлению воздуха:

Pвнутри = Pвоздуха

Pвнутри = ρgh,

где ρ - плотность воздуха, g - ускорение свободного падения, h - высота над уровнем земли.

По формуле для силы Архимеда:

FАрх = Vж ρ g,

где Vж - объем гелия, ρ - плотность воздуха, g - ускорение свободного падения.

Так как сила Архимеда должна компенсировать груз m, то

Fгруз = m * g.

Таким образом:

m g = Vж ρ * g,

m = Vж * ρ,

m = V ρ = 5 л 1,2 кг/м3 = 6 кг = 6000 г.

Ответ: максимальная масса груза, которую может поднять шарик, составляет 6000 г.