Сила Архимеда и… — Задание Физика 8 Класс №00050610

Шарик в воздухе ведёт себя как тело в воде: воздух выталкивает его вверх. Раз шарик не поднимается и не опускается, выталкивающая сила ровно уравновешивает его силу тяжести. Это условие плавания тела внутри среды, только среда — воздух.

Записываем равенство сил: выталкивающая сила $\rho_{\text{возд}} g V$ равна силе тяжести $mg$:

$$\rho_{\text{возд}} g V = m g.$$

Заметь, $g$ стоит в обеих частях, поэтому масса шарика равна массе воздуха в его объёме:

$$m = \rho_{\text{возд}} V = 1{,}3\cdot 0{,}005 = 0{,}0065\text{ кг} = 6{,}5\text{ г}.$$

Объём $5\text{ л} = 0{,}005\text{ м}^3$ — из условия про литры. В формулу идёт плотность воздуха снаружи, а не гелия: выталкивает тот газ, который шарик вытеснил.

Проверим себя на одном литре. Кубометр воздуха — это $1000$ литров и $1{,}3$ кг, значит, литр воздуха имеет массу $1{,}3\text{ г}$. Шарик вытесняет $5$ литров, то есть $5\cdot 1{,}3 = 6{,}5\text{ г}$ воздуха, — ровно столько и должен иметь сам шарик, чтобы висеть неподвижно.