Question

Льдина плавает в морской воде. Какая часть ее находится над водой?

Answer 1

Пусть V – полный объем льдины, x – объем подводной части льдины.

По закону Архимеда на тело, погруженное в жидкость, действует сила, равная весу жидкости в объеме погруженной части тела.
Объем погруженной части льдины – x куб. м.

Средняя плотность морской воды 1025 кг/куб. м.

Вес x куб. м. воды: P =1025xg

Этот вес, согласно третьему закону Ньютона, равен силе тяжести, действующей на льдину:
P = mg = pVg
где p = 916 кг/куб. м. - плотность льда (при 0 градусов). V – общий объем льдины.
Приравниваем обе силы

1025xg = 916Vg,

1025x = 916V

Тогда доля подводной части x/V  от общего объема льдины V равна:

x/V = 916 / 1025 = 0,89

Тогда доля надводной части льдины равна:

1-x/V = 0,11  - то есть приблизительно одна десятая от полного объема льдины 

Answer 2

Чтобы определить, какая часть льдины находится над водой, необходимо знать плотность льда и морской воды.

Плотность льда составляет примерно 0,92 г/см³, а плотность морской воды около 1 г/см³. Исходя из этого, можно сделать вывод, что лед плавает на воде, так как его плотность меньше плотности воды.

По закону Архимеда, всплывающее тело выталкивает из воды объем жидкости, равный своему объему. Таким образом, объем льдины, находящейся над водой, будет равен объему воды, которую лед вытеснил.

Так как плотность льда немного меньше плотности воды, можно сказать, что около 1/10 льдины находится над водой, а остальная часть находится под водой.

Однако, стоит отметить, что точное соотношение между подводной и надводной частями льдины будет зависеть от многих факторов, таких как форма и размеры льдины, а также условия окружающей среды.