Question

(1) льдина массой 450 кг плавает в озере а)чему равен объём льдины? б)чему равна действующая на льдину выталкивающая сила? в)чему равен объём подводной части льдины? (2) льдина объёмом 20 м3 плавает в озере а)определите массу льдины б)как измениться объём надводной части льдины, если та же льдина будет плавать в море? в)найдите объём надводной части льдины

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Задача 1

Дано:

m = 450 кг

ρ = 1000 кг/м³ - плотность пресной воды

ρл = 900 кг/м³ - плотность льда

________________

a)

Объем льдины:

V = m / ρл = 450 / 900 = 0,5 м³

b)

Вес льдины воздухе:

P = m·g = 450·10 = 4 500 Н

Выталкивающая сила:

Fₐ = ρ·g·Vпч       (Vпч - объем подводной части льдины)

Из условия плавания находим:

Fₐ = P

1000·10·Vпч = 4500

Vпч = 4 500 / 10 000 = 0,45 м³

Задача 2

Дано:

V = 20 м³

ρ = 1030 кг/м³ - плотность соленой воды

ρл = 900 кг/м³ - плотность льда

____________

а)

Масса льдины:

m = ρл·V = 900·20 = 18 000 кг

б)

Объем надводной части увеличится.

в)

Вес льдины в воздухе:

P = m·g = 18 000·10 = 180 000 Н

Выталкивающая сила:

Fₐ = ρ·g·Vпч       (Vпч - объем подводной части льдины)

Из условия плавания находим:

Fₐ = P

1030·10·Vпч = 180 000

Vпч = 180 000 / 10 300 ≈ 17,5  м³

Тогда объем надводной части:

Vнч = V - Vпч = 20 - 17,5 = 2,5 м³

Answer 2

Для решения этих задач используем принцип Архимеда, который гласит, что на любое тело, погруженное в жидкость, действует поддерживающая сила, равная весу выталкиваемой из этой жидкости массы. Для начала уточним плотности воды и льда:

1. (a) Объём льдины: Масса льдины (m) = 450 кг Плотность льда (плотность воды, ρ_воды = 1000 кг/м³, так как плотность воды обычно принимается за 1000 кг/м³.)

Объём льдины (V) можно найти, используя формулу для плотности:

V = m / ρ V = 450 кг / 1000 кг/м³ V = 0.45 м³

Ответ: Объём льдины равен 0.45 м³.

1. (b) Действующая на льдину выталкивающая сила равна весу выталкиваемой воды, которая равна массе льдины:

F_выталкивающая = m F_выталкивающая = 450 кг

Ответ: Действующая на льдину выталкивающая сила равна 450 Н (ньютонов).

1. (c) Объём подводной части льдины равен объёму всей льдины (0.45 м³), так как льдина полностью погружена в воду.

Ответ: Объём подводной части льдины равен 0.45 м³.

2. (a) Масса льдины: Объём льдины (V) = 20 м³ Плотность льда (ρ_льда) = 917 кг/м³ (плотность льда при температуре 0°C)

Массу льдины (m) можно найти, используя формулу для плотности:

m = V * ρ_льда m = 20 м³ * 917 кг/м³ m = 18340 кг

Ответ: Масса льдины равна 18340 кг.

2. (b) Объём надводной части льдины в море будет зависеть от плотности морской воды. Плотность морской воды может варьироваться, но обычно она составляет около 1025 кг/м³.

Чтобы найти объём надводной части льдины в море (V_надводной), используем принцип Архимеда:

V_надводной = V - V_подводной V_надводной = 20 м³ - 20 м³ (так как льдина плавает) V_надводной = 0 м³

Ответ: Объём надводной части льдины в море равен 0 м³, так как льдина полностью погружена.

2. (c) Объём надводной части льдины в данном случае равен 0 м³, как показано в предыдущем ответе.