Пусть толщина стенки - a. Тогда внутри алюминевого куба находится кубическая пустая полость с ребром (10-2a) см. Тогда объем алюминия равен разности объема куба с ребром 10 см и куба с ребром (10-2a) см. V=10^3-(10-2a)^3=8a^3-120a^2+600a Плотность алюминия равна 2,7 г/см^3. Значит, объем алюминия равен 1000/2,7≈370 см^3. То есть, 8a^3-120a^2+600a=370. Так как a - мало, то членом 8a^3 можно пренебречь. Получаем 120a^2-600a+370=0 a^2-5a+3,08=0 a1=(5-3,56)/2=0,72 см. a2=(5+3,56)/2=4,28 см. - это решение, очевидно, не подходит, так как при такой большой стенке нельзя было бы пренебрегать a^3. Значит, толщина стенки примерно 7,2 мм.
Тогда внутри алюминевого куба находится кубическая пустая полость с ребром (10-2a) см.
Тогда объем алюминия равен разности объема куба с ребром 10 см и куба с ребром (10-2a) см.
V=10^3-(10-2a)^3=8a^3-120a^2+600a
Плотность алюминия равна 2,7 г/см^3.
Значит, объем алюминия равен 1000/2,7≈370 см^3.
То есть, 8a^3-120a^2+600a=370.
Так как a - мало, то членом 8a^3 можно пренебречь.
Получаем 120a^2-600a+370=0
a^2-5a+3,08=0
a1=(5-3,56)/2=0,72 см.
a2=(5+3,56)/2=4,28 см. - это решение, очевидно, не подходит, так как при такой большой стенке нельзя было бы пренебрегать a^3.
Значит, толщина стенки примерно 7,2 мм.
пусть условия на этом уровне нормальные (P = 10^5 Па, T = 273 K)
запишем первый закон Ньютона:
Fa + mg + F = 0, где Fa - Архимедова сила, F - искомая сила натяжения
в проекции на некоторую ось, направленную в сторону Fa:
Fa - mg - F = 0
2) пусть высота подъема шара - максимальная, тогда силы, действующие на него, скомпенсированы (аналогично):
Fa - mg = 0
пусть на h(max) плотность воздуха равна p'(в) = p(в) / 2.
составим систему уравнений:
p(в) g V = F + mg
p'(в) g V = mg
вычитаем из первого уравнения второе
gV (p(в) - p'(в)) = F
F = p(в) g V / 2.
3) по уравнению Менделеева-Клапейрона (пусть воздух - идеальный газ):
P V = m R T / M
делим на объем обе части
P = p R T / M => p = P M / R T.
молярная масса воздуха M = 29*10^-3 кг/моль
F = P M g V / 2 R T
F = 10^5 * 29 * 6 / 2 * 8,31 * 273,
F = 3 834,913 H ≈ 3,8 кН