Какая масса прибора должна быть, чтобы поднять шар-зонд, заполненный гелием, объемом 4м3 и весом

Чтобы определить массу прибора, необходимую для подъема шара-зонда, нужно учесть несколько факторов.

Первым шагом - определить объем гелия в шаре. Зная объем шара-зонда, который равен 4м³, можно предположить, что вся внутренняя полость шара заполнена гелием.

Затем необходимо учесть вес шара-зонда. Обозначим его как Wшар. Вес шара-зонда обусловлен как весом газа, так и самой оболочкой шара.

Теперь рассмотрим закон Архимеда. Согласно этому закону, всплывающее тело испытывает поддерживающую силу, равную весу вытесненного им жидкости (в данном случае - газа). В нашем случае вытесненный газ - это гелий.

Таким образом, чтобы шар-зонд висел неподвижно в воздухе, вес шара-зонда должен быть равен поддерживающей силе, которую оказывает газ. Обозначим эту поддерживающую силу как Fпод.

Теперь рассмотрим формулу для поддерживающей силы:
Fпод = mгаз * g,
где mгаз - масса гелия в шаре, g - ускорение свободного падения.

Учитывая, что вес шара-зонда равен Fшар = mшар * g, где mшар - масса шара-зонда, мы можем записать следующее уравнение:
Fшар = Fпод,
mшар * g = mгаз * g.

Учитывая это, можно заключить, что масса шара-зонда должна быть равна массе газа в шаре, чтобы он висел неподвижно в воздухе.

Таким образом, масса прибора должна быть равна массе гелия, заполнившего шар-зонд.

Несколько поясняющих моментов:

1. Масса гелия в шаре можно рассчитать, зная его плотность и объем:
mгаз = плотность * объем.
Плотность гелия можно найти в справочниках или в Интернете. Объем шара-зонда нам уже известен - это 4 м³.

2. Ускорение свободного падения g можно принять равным приблизительно 9,8 м/с².

Итак, для решения задачи необходимо найти плотность гелия и использовать формулу mгаз = плотность * объем. После этого мы найдем массу прибора - это и будет требуемый ответ.