Какой массы груз сумеет поднять наполненный гелием воздушный шар объемом 60

V = 60 м³.

mоб = 20 кг.

г = 0,178 кг/м³.

в = 1,29 кг/м³.

g = 9,8 м/с². 

m - ?

На шар, заполненный гелием, в воздухе действует две силы: сила тяжести Fт, направленная вертикально вниз, и выталкивающая  сила Архимеда Fарх, направленная вертикально ввысь.

Сила тяжести определяется формулой: Fт = mш * g, где  mш масса шара с гелием, g ускорение свободного падения.

mш = mоб + V * г.

Fт = (mоб + V * г) * g.

Fт = (20 кг + 60 м³ * 0,178 кг/м³) * 9,8 м/с² = 300,7 Н.

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

Fарх = 1,29 кг/м * 9,8 м/с² * 60 м³ = 758,5 Н. 

m * g = Fарх - Fт.

Массу груза m, который может поднять шар с гелием, выразим формулой: m = (Fарх - Fт) / g.   

m = (758,5 Н - 300,7 Н) / 9,8 м/с² = 46,7 кг.

Ответ: шар с гелием может поднять груз m = 46,7 кг.