Сила, которая заставляет шары подниматься называется выталкивающей, происходит выталкивание по двум причинам. Первая причина эта разница температур воздуха, находящегося внутри шара и снаружи, в шаре воздух более тёплый. Как известно тёплый воздух при открытии форточки в зиму быстро покидает помещение, хотя и говорят, что холод приходит с улицы, так и в этом случае тёплый воздух заставляет шар подняться выше. Вторая причина это разница плотности газа, находящегося внутри шара и воздуха, у газа плотность намного ниже и поэтому происходит выталкивание шара, это примерно как если кусок дерева спустить на дно ёмкости с водой и отпустить, из за разницы плотности дерева и воды дерево выталкивается наверх.
Дано: м
Поскольку трением пренебрегаем, то должен выполняться закон сохранения полной механической энергии :
--------(1)
где - полная энергия велосипедиста и велосипеда в начале движения, где скорость велосипедиста равна нулю.
- полная энергия велосипедиста с велосипедом в верхней точке "колеса"
------(2)
- искомая высота
- масса велосипедиста вместе с велосипедом, в расчете не участвует
---------(3)
где - скорость велосипеда в верхней точке "колеса"
Поскольку центростремительное ускорение в верхней точке равно силе тяжести, то
, отсюда имеем
---------(4)
Подставим в (3) вместо правую часть выражения (4):
-------(5)
Наконец, подставим в (1) вместо и правые части выражений соотвественно (2) и (5), получим:
, сокращая на , найдем :
м
ответ: м