Дано:
Площадь льдины, A = 2 м²
Толщина льдины, h = 20 см = 0.2 м
Плотность воды, ρ = 1000 кг/м³
Ускорение свободного падения, g = 9.8 м/с²
а) Найти высоту надводной части льдины.
Высота надводной части льдины может быть найдена по формуле:
h_надводная = (A * h) / A_подводной
где A_подводной - площадь подводной части льдины.
A_подводной = A
h_подводной = h
h_надводная = (A * h) / A_подводной = h
h_надводная = 0.2 м
Ответ: Высота надводной части льдины равна 0.2 м.
б) Найти действующую на льдину выталкивающую силу.
Выталкивающая сила равна весу воды, вытесненной льдиной:
F_выталкивающая = ρ * g * V
где V - объем льдины.
V = A * h_подводной = 2 м² * 0.2 м = 0.4 м³
F_выталкивающая = 1000 кг/м³ * 9.8 м/с² * 0.4 м³ = 3920 Н
Ответ: Действующая на льдину выталкивающая сила равна 3920 Н.
в) Найти массу груза, чтобы верхняя поверхность льдины оказалась на уровне воды.
Масса груза равна массе воды, вытесненной льдиной:
m = ρ * V
m = 1000 кг/м³ * 0.4 м³ = 400 кг
Ответ: Чтобы верхняя поверхность льдины оказалась на уровне воды, на неё нужно положить груз массой 400 кг.