Дано:
- Масса льдины m = 450 кг
- Плотность воды ρ_вода = 1000 кг/м³
а) Чему равен объём льдины?
Объём льдины V_льдины можно найти по формуле:
V_льдины = m / ρ_льдины
Плотность льда примерно равна 900 кг/м³.
Таким образом:
V_льдины = 450 кг / 900 кг/м³
V_льдины = 0.5 м³.
Ответ: объём льдины равен 0.5 м³.
б) Чему равна действующая на льдину выталкивающая сила?
Согласно закону Архимеда, выталкивающая сила F_выталкивающая равна весу вытесненной воды:
F_выталкивающая = V_подводная * ρ_вода * g,
где g = 9.81 м/с² (ускорение свободного падения).
Для определения V_подводная сначала найдем его как объём льдины, так как она плавает. Объём подводной части льдины равен объёму льдины, вытесненной водой:
V_подводная = V_льдины.
Значит,
F_выталкивающая = V_льдины * ρ_вода * g
F_выталкивающая = 0.5 м³ * 1000 кг/м³ * 9.81 м/с²
F_выталкивающая = 4905 Н.
Ответ: действующая на льдину выталкивающая сила равна 4905 Н.
в) Чему равен объём подводной части льдины?
Объём подводной части льдины равен объёму льдины, который мы уже нашли, так как льдина плавает.
Таким образом:
V_подводная = V_льдины = 0.5 м³.
Ответ: объём подводной части льдины равен 0.5 м³.