Дан невесомый рычаг с двумя противовесами на каждой стороне. Массы противовесов m1=7 кг, m2=89 кг и m3=18 кг. Какова масса противовеса m4, если рычаг находится в равновесии?

Дано:                                                СИ
p = 760 мм. рт. ст.                   760·133,3 ≈ 1·10⁵ Па
<Vкв> = 400 м/с

ρ - ?

1)
Запишем формулу среднеквадратичной скорости:
<Vкв> = √ ( 3·R·T/M)

Возведем ее в квадрат:
<Vкв>² =3·R·T/M

Отсюда:
R·T = M·<Vкв>²/3               (1)

2)
Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона:
p·V = m·R·T / M

Разделим на объем:
p = (m/V)·R·T / M

Учтем, что плотность ρ = m/V
p = ρ·R·T / M
Отсюда:
R·T = p·M / ρ                 (2)

3)
Приравняем (1) и (2):
M·<Vкв>²/3 = p·M / ρ  

Отсюда:
ρ = 3·p·/ <Vкв>²            (M - сократили).

Подставляем:
ρ = 3·p·/ <Vкв>²  = 3·1·10⁵ / 400²   ≈ 1, 9  кг/м³

ответ:
ρ ≈ 1, 9  кг/м³

Дано:                                          СИ
p = 760 мм. рт. ст.                   760·133,3 ≈ 1·10⁵ Па
<Vкв> = 400 м/с

ρ - ?

1)
Запишем формулу среднеквадратичной скорости:
<Vкв> = √ ( 3·R·T/M)

Возведем ее в квадрат:
<Vкв>² =3·R·T/M

Отсюда:
R·T = M·<Vкв>²/3               (1)

2)
Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона:
p·V = m·R·T / M

Разделим на объем:
p = (m/V)·R·T / M

Учтем, что плотность ρ = m/V
p = ρ·R·T / M
Отсюда:
R·T = p·M / ρ                 (2)

3)
Приравняем (1) и (2):
M·<Vкв>²/3 = p·M / ρ  

Отсюда:
ρ = 3·p·/ <Vкв>²            (M - сократили).

Подставляем:
ρ = 3·p·/ <Vкв>²  = 3·1·10⁵ / 400²   ≈ 1, 9  кг/м³