Алмагуль держит на нити шарик, наполненный водородом. Изобразите силы, действующие на шарик. При каком условии шарик находится в состоянии покоя? Что произойдет, если выпустить нить из рук?​

Для начала давайте рассмотрим силы, действующие на шарик, наполненный водородом, который держится на нити. В данной ситуации на шарик действуют следующие силы:

1. Сила тяжести ($F_g$): Эта сила направлена вниз и равна произведению массы шарика ($m$) на ускорение свободного падения ($g$), то есть $F_g = m \times g$.

2. Архимедова сила ($F_A$): Поскольку шарик наполнен водородом и находится в воздухе, на него действует выталкивающая сила, направленная вверх. Эта сила зависит от объема вытесненного шариком воздуха и его плотности.

3. Натяжение нити ($F_t$): Эта сила направлена вверх и уравновешивает силы тяжести и Архимедову силу, когда шарик находится в состоянии покоя.

Шарик будет находиться в состоянии покоя, когда сумма всех сил, действующих на него, равна нулю. Это условие равновесия может быть выражено как: $F_g + F_t = F_A$ или $m \times g + F_t = F_A$

Теперь, что произойдет, если выпустить нить из рук? Как только нить выпущена, сила натяжения нити ($F_t$) исчезает. Это означает, что теперь на шарик действуют только сила тяжести и Архимедова сила. Поскольку водород очень легкий и его подъемная сила (Архимедова сила) больше силы тяжести, шарик начнет подниматься вверх. Он будет продолжать подниматься до тех пор, пока не достигнет высоты, на которой силы снова уравновесятся (например, из-за уменьшения плотности воздуха с высотой) или пока шарик не лопнет из-за низкого внешнего давления.