Question

В озере плавает плоская льдина толщиной 10 см и объёмом 0, 1 м^3. Плотность льда 900 кг/м^3. 1) Чему равна равнодействующая всех сил, действующих на льдину? 2) Чему равна архимедова сила? Какова высота погруженной части в воду льдины с какой минималльной силой надо надавить на льдину, что бы полностью погрузить ее в воду?

Answer 1

1) равнодействующая всех сил равна 100ньютонов(900 ньютонов сила тяжести и 1000 ньютонов Архимедова сила)
2)Архимедова сила - 1000ньютонов
9/10 льдины - 9 см
101 ньютон

Answer 2

1) Для определения равнодействующей всех сил, действующих на льдину, мы можем использовать закон Архимеда. Этот закон гласит, что всякое тело, погруженное в жидкость (или газ), испытывает со стороны этой жидкости (газа) поддерживающую силу, равную весу вытесненной жидкости (газа).

Масса льда (m) можно вычислить, умножив его объем на плотность: \[ m = V \cdot \rho \] где \( V \) - объем льда, \( \rho \) - плотность льда.

Вес льда (воздействующая сила тяжести) равен произведению его массы на ускорение свободного падения \( g \) (приблизительно 9.8 м/с²): \[ F_{\text{веса}} = m \cdot g \]

2) Архимедова сила (\( F_{\text{Архимеда}} \)) равна весу вытесненной льдом воды: \[ F_{\text{Архимеда}} = \rho_{\text{воды}} \cdot V_{\text{погруженной}} \cdot g \] где \( \rho_{\text{воды}} \) - плотность воды, \( V_{\text{погруженной}} \) - объем воды, вытесненной погруженной частью льдины.

3) Высоту погруженной части в воду (\( h \)) можно выразить через объем погруженной части (\( V_{\text{погруженной}} \)): \[ V_{\text{погруженной}} = A \cdot h \] где \( A \) - площадь основания льдины, \( h \) - высота погруженной части.

Минимальная сила, необходимая для полного погружения льдины в воду, будет равна весу льдины: \[ F_{\text{мин}} = F_{\text{веса}} \]

Таким образом, весь процесс связан с вычислением объема, массы, силы тяжести и Архимедовой силы. Важно также учесть, что лед будет плавать, пока сумма Архимедовой силы и силы тяжести не превысит нуля.