Воздушный шарик, масса оболочки которого 1 г, наполнен водородом в объёме 3 л. Плотность водорода - 0,1 кг/м3, воздуха - 1,3 кг/м3. Какова подъёмная сила шарика? Ответ выразить в мН, ускорение свободного падения принять равным 10 Н/кг.

mо = 1 г = 1 * 10^-3 кг.

V = 3 л = 3 * 10^-3 м³.

ρ1 = 0,1 кг/м³.

ρ2 = 1,3 кг/м³.

g = 10 Н/кг.

Fпод - ?

Подъёмная сила Fпод будет разностью выталкивающей силы Архимеда Fарх и силы тяжести Fт: Fпод = Fарх - Fт.

Выталкивающая сила Архимеда определяется формулой: Fарх = ρ2 * g * V. Где ρ - плотность воздуха, g - ускорение свободного падения, V - объем воздушного шара.

Силу тяжести Fт выразим формулой: Fт = (mо + V * ρ1) * g.

Fпод = ρ2 * g * V - (mо + V * ρ1) * g = (ρ2 * V - mо - V * ρ1) * g = ((ρ2 - ρ1) * V - mо) * g.

Fпод = ((1,3 кг/м³ - 0,1 кг/м³) * 3 * 10^-3 м³ - 1 * 10^-3 кг) * 10 Н/кг = 0,026 Н.

Ответ: подъёмная сила шарика составляет Fпод = 0,026 Н.