Question

Плоска крижина площею 10 м.кв. та товщиною 0,5 м плаває в озері. Яку роботу потрібно виконати, щоб повністю занурити крижину у воду?​

Answer 1

Ответ:

500 H.

Объяснение:

Дано:
S = 10 м²
h = 0.5 м
ρ₁ = 900 кг/м³ - плотность льда
ρ₂ = 1000 кг/м³ - плотность воды
g = 10 H/кг

Найти:
F - силу, под действием которой льдина погрузится в воду полностью

Решение:
Льдина, погружённая под воду полностью, находится в состоянии равновесия под действием силы тяжести, силы F и архимедовой силы. Уравнение равновесия:

ρ₁ · g · S · h + F = ρ₂ · g · S · h

Откуда сила, необходимая для "потопления" льдины

$F = g\cdot S\cdot h \cdot (\rho_2 - \rho_1) = 10\cdot 10\cdot 0.5\cdot (1000 - 900) = 500~(N).$

Answer 2

Для того чтобы рассчитать работу, необходимую для полного погружения льдинки в воду, мы можем использовать принцип Архимеда. Принцип Архимеда гласит, что тело, погруженное в жидкость, испытывает поддерживающую силу, равную весу вытесненной жидкости.

Расчет работы для погружения льдинки в воду:

1. Найдем объем льдинки: - Площадь льдинки: 10 м² - Толщина льдинки: 0,5 м - Объем льдинки: площадь * толщина = 10 м² * 0,5 м = 5 м³

2. Найдем массу льдинки: - Плотность льда: около 917 кг/м³ - Масса льдинки: плотность * объем = 917 кг/м³ * 5 м³ = 4585 кг

3. Найдем вес льдинки: - Ускорение свободного падения (g): около 9,8 м/с² - Вес льдинки: масса * ускорение свободного падения = 4585 кг * 9,8 м/с² = 44 863 Н (Ньютон)

4. Найдем работу, необходимую для погружения льдинки: - Работа: вес * высота подъема - Высота подъема: толщина льдинки = 0,5 м - Работа: 44 863 Н * 0,5 м = 22 432,5 Дж (Джоуль)

Таким образом, для полного погружения льдинки площадью 10 м² и толщиной 0,5 м в воду, необходимо выполнить работу, равную примерно 22 432,5 Дж (Джоуль).