Чому дорівнює підіймальна сила кулі, заповненої воднем у повітрі? Об'єм кулі 5м³. Маса оболонки 3 кг.​

Дано:
m=50 кг.
F(Марс)=F(На Земле)
M=?
_____
Решение:
Сила притяжения - тоже самое, что сила тяжести, а формула у силы тяжести:

На Земле сила тяжести на космонавта весом в 50 кг равна:
F=50*10=500 Н. (Условно возьмем ускорение свободного падения как 10 м/с^2).
На Марсе космонавт будет в костюме, то есть, в данном случае сила тяжести на космонавта равна:

Где g1 - ускорение свободного падения на Марсе. Оно легко находится по формуле: (Хотя оно уже известно как константа, но все равно - найдем).
Формула:

Где G=6,67*10^-11 Н*м^2/кг^2.
M (Масса Марса)= 0,64*10^24 кг.
R (Радиус Марса)=3386*10^3 м.
Тогда ускорение свободного падения равно, если посчитать:
g1=3,7 м/c^2. (Берем округленное значение).
Теперь нужно вывести M из формулы для силы тяжести на Марсе:

Считаем:
M=(500-185)/3,7=85 кг.
ответ: M=85 кг.

Cколько воды, взятой при 50 градусах необходимо, чтобы превратить в воду 10 кг льда, взятого при -10 градусов в алюминиевой емкости массой 5 кг.
Напишем уравнение теплового баланса:

Qв = Qл + Qп + Qа ;

Qв – теплота, отданная горячей водой,
Qл – теплота, получаемая нагреваемым льдом,
Qп – теплота, получаемая плавящимся льдом,
Qё – теплота, получаемая алюминиевой ёмкостью.

to – конечная температура,
tв = 50°С – температура горячей воды,
tл = –10°С – начальная температура льда и ёмкости,

mв – масса воды,
mл = 10 кг – масса льда,
mё = 5 кг – масса алюминиевой ёмкости,

с = 4190 Дж/кг°С – теплоёмкость воды,
с/2 = 2095 Дж/кг°С – теплоёмкость льда,
сё = 920 Дж/кг°С– теплоёмкость алюминия,

Л = 340 000 Дж/кг – теплота плавления льда,

Qв = c mв ( tв - to ) ;
Qл = (c/2) mл ( to – tл ) ;
Qп = Л mл ;
Qё = сё mё ( to – tл ) ;

Тогда получается, что:

Qв = Qл + Qп + Qа ;
c mв ( tв - to ) = (c/2) mл ( to – tл ) + Л mл + сё mё ( to – tл ) ;
c mв tв - c mв to = (c/2) mл to – (c/2) mл tл + Л mл + сё mё to – сё mё tл ;
c mв to + (c/2) mл to + сё mё to = c mв tв + (c/2) mл tл + сё mё tл – Л mл ;
( c mв + (c/2) mл + сё mё ) to = c mв tв + (c/2) mл tл + сё mё tл – Л mл ;
to = ( c mв tв + (c/2) mл tл + сё mё tл – Л mл ) / ( c mв + (c/2) mл + сё mё ) > 0 ;
Знаменатель – положителен, значит должен быть положителен и числитель:
c mв tв + (c/2) mл tл + сё mё tл – Л mл > 0 ;
mв tв > (Л/с) mл – (1/2) mл tл – (сё/с) mё tл ;
mв > ( Л / (с tв) ) mл + (1/2) mл |tл|/tв + (сё/с) mё |tл|/tв ;
[1]    mв > mл ( Л / (с tв) + |tл|/(2tв) ) + (сё/с) mё |tл|/tв ;
либо:
[2]    mв > mл ( Л / (с tв) ) + ( mл/2 + (сё/с) mё ) |tл|/tв ;

Посчитаем по [1]: mв > 10*( 340 000 / (4190*50) + 10/100 ) + (920/4190)*5*10/50 = 17.5 кг ;
Посчитаем по [2]: mв > 10*( 340 000 / (4190*50) ) + ( 10/2 + (920/4190)*5 ) 10/50 = 17.5 кг ;

Всё сходится. Нужно взять больше, чем 17.5 кг (17.5 литров) воды, тогда весь лёд, взятый в алюминиевой ёмкости при –10°С удастся растопить.