Question

Любителям физики ВОПРОС Человек массой 60 кг стоит на плавающей плоской льдине. какой может быть масса льдины если она не полностью погружена в воду?

Answer 1

Минимальная масса льдины будет тогда, когда ее верхняя плоскость находится в уровень с водой. Но тогда она погружена полностью. Начиная с этой массы и больше Все ответы будут удовлетворять условию задачи.
Найдем вес человека Вес равен масса (m)* ускорение свободного падения (g=10 м/с^2)
Pч=mч*g
Вес льдины
Pл=mл*g=V*pл*g     здесь мы массу льдины представили в виде произведения плотности льда (pл=900кг/м^3)* объем льда
далее условие равновесия (когда льдина не будет торчать над водой и человек не утонет вместе с льдиной) значить вес самой льдины с человеком должен быть равен Архимедовой силе (силе которая выталкивает лед из воды).
составим уравнение
Pл+Рч=Fa
сила Архимеда Fa= плотности воды (pв=1000 кг/ м) * ускорение свободного падения * объем льдины (V).
Fa=pв*g*V
подставим все значения в уравнение
mч*g+V*pл*g=pв*g*V     разделим обе части уравнения на g
mч+V*pл = pв*V   
mч= pв*V - V*pл
mч= V*(pв-pл)
V=mч/(pв-pл)   подставим известные значения
V=60/(1000-900)=0.6 м^3 объем = 0,6 метров кубических.
Тогда масса льда
m=V*pл=0.6*900=540 кг. 
При дальнейшем увеличении массы льда условие задания будет соблюдаться полностью.

Answer 2

На сколько не полностью погружена в воду?Могу предложить только тот вариант, когда она полностью погружена в воду.Тогда F₁+F₂=Fарх, где F₁=Mg- сила тяжести, действующая на Человека, а F₂=mg-сила тяжести, действующая на льдину.Fa=ρgV,   V=m/ρ°, ρ°-плотность льда-900кг/м³Fa=ρgm/ρ°Mg+mg=ρgm/ρ°, g-сокращаемM=m(ρ/ρ°-1)m=Mρ°/(ρ-ρ°)m=540кг

Answer 3

Для решения этой задачи, мы можем использовать принцип Архимеда. Принцип Архимеда гласит, что плавающее тело выталкивает из жидкости (воды) массу жидкости, равную массе самого тела.

Поскольку человек находится на плавающей льдине, система будет находиться в состоянии равновесия, и сила Архимеда, действующая на льдину, должна быть равна её весу.

Масса человека = 60 кг Вес человека = масса человека * ускорение свободного падения (g ≈ 9.8 м/с²)

Вес человека = 60 кг * 9.8 м/с² ≈ 588 Н

Так как льдина не полностью погружена в воду, её объем будет равен объему погруженной части. Масса льдины также будет равна массе погруженной в воду части.

Масса льдины = масса погруженной части = Вес человека / ускорение свободного падения

Масса льдины = 588 Н / 9.8 м/с² ≈ 60 кг

Таким образом, масса льдины может быть приближенно равной 60 кг, если она не полностью погружена в воду и на ней стоит человек массой 60 кг.