Question

Во льдах Арктики оторвалась льдина. В центре льдины толщиной 50 см и площадью 9 м2 оказался белый медведь. Масса медведя 400 кг. Плотность воды 1000 кг/м3, плотность льда 900 кг/м3. Выполнив необходимые расчеты, определите, выдержит ли льдина медведя, т.е. будет ли медведь стоять на льдине, не замочив лапы, или льдина уйдет под воду и лапы медведя окажутся в воде? ПОМОГИТЕ С РЕШЕНИЕМ! ВСЕ ПОДРОБНО!

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

1)

Находим объем льдины:

V = S·h = 9·0,5 = 4,5 м²

2)

Масса льдины:

m = ρ·V = 900·4,5 = 4 050 кг

Здесь ρ - плотность льда

3)

Вес льдины с медведем:

P = (m + m₁)·g = (4 050 + 400)·10 = 44 500 Н    (1)

4)

Выталкивающая сила:

Fₐ = ρв·g·Vₓ

Fₐ =  1030·10·Vₓ = 10 300·Vₓ                                (2)

Здесь приняли плотность морской воды:

ρв = 1030 кг/м³

Vₓ - объем погруженной в океан льдины.

5)

Поскольку льдина плавает, то приравняем (2) и (1):

10 300·Vₓ   = 44 500

Vₓ = 44 500 / 10 300 ≈ 4,3 м³

Поскольку 4,3 < 4,5, то медведь будет стоять на льдине, не замочив лапы.

Answer 2

Для определения, устоит ли лед под медведем, нам нужно учесть закон Архимеда, который гласит, что поддерживающая сила, действующая на погруженное в жидкость или плавающее тело, равна весу выталкиваемой им жидкости. В данном случае, льдина (и медведь на ней) будет плавать в воде, и сила архимедовой поддержки будет действовать вверх, чтобы поддерживать льдину и медведя на поверхности.

1. Вычислим объем льдины: Площадь льдины = 9 м² Толщина льдины = 0.5 м

   Объем льдины = Площадь x Толщина Объем льдины = 9 м² x 0.5 м = 4.5 м³

2. Теперь определим, какую массу воды выталкивает льдина: Плотность льда = 900 кг/м³ Объем льдины = 4.5 м³

   Масса выталкиваемой воды = Плотность x Объем Масса выталкиваемой воды = 900 кг/м³ x 4.5 м³ = 4050 кг

3. Теперь, чтобы узнать, выдержит ли лед медведя, нужно сравнить массу медведя и массу выталкиваемой воды: Масса медведя = 400 кг Масса выталкиваемой воды = 4050 кг

   Масса медведя меньше массы выталкиваемой воды, поэтому лед поддержит медведя. Медведь будет стоять на льдине, не замачивая лапы.