Аватар
Физика, опубликовано 2018-08-22 21:51:02 by Гость

ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА (П-П) В океане плавает льдина толщиной ℎ=2м.Пользуясь тем, что сила тяжести льдины уравновешена давлением снизу, вычислите длину подводной и надводной частей льдины. Плотность морской воды в =1030кг/м3, плотность льда =900кг/м3.

Аватар
Ответ оставил Гость

В состоянии равновесия геометрическая сумма сил, действующих на льдину, равна нулю. Поскольку действуют всего только две силы: выталкивающая и сила тяжести ,а вращением льдины мы не интересуемся, эти две силы по модулю оказываются равны.
По закону Архимеда выталкивающая сила равна весу жидкости, вытесняемой соответствующим телом, то есть, F_A=/rho_0 V_/mathrm{in} g, где V_/mathrm{in} - погруженный объем, a /rho_0 - плотность воды.
Теперь воспользуемся все-таки условием равновесия:
mg=/rho_0 V_/mathrm{in} g
Во-первых, ускорение свободного падения сокращается, а во-вторых, m=/rho (V_/mathrm{in}+V_/mathrm{out}), где /rho - плотность льда, V_/mathrm{out} - объем непогруженной части льдины.
Теперь заметим, что если льдина однородная, то V_/mathrm{in}=S/cdot H_/mathrm{in},/ / V_/mathrm{out}=S/cdot H_/mathrm{out}
Собираем все вместе:
/rho S(H_/mathrm{in}+H_/mathrm{out})=/rho_0SH_/mathrm{in}
Или, что то же самое:
/rho/left(1+/dfrac{H_/mathrm{out}}{H_/mathrm{in}}/right)=/rho_0
Выразим отсюда отношение высот и вспомним, что их сумма равна двум метрам (по условию).
 /left /{/big {/dfrac{H_/mathrm{out}}{H_/mathrm{in}}=/dfrac{/rho_0}{/rho}-1} /atop {/big{H_/mathrm{in}+{H_/mathrm{out}=H}} /right.
Решением этой системы является вот что:
/left /{ {{/big{H_/mathrm{in}=H/cdot /dfrac{/rho}{/rho_0}} /atop/big{H_/mathrm{out}=H/left(1-/dfrac{/rho}{/rho_0}/right)}} /right.
Нетрудно далее посчитать и убедиться в том, что люди не просто так говорят о том, что надводная часть айсберга по объему вдесятеро меньше его действительного объема.
Ответ: над водой 20 см, под водой - остальные 180.

Вопрос
Не нашли ответа?
Если вы не нашли ответа на свой вопрос, или сомневаетесь в его правильности, то можете воспользоваться формой ниже и уточнить решение. Или воспользуйтесь формой поиска и найдите похожие ответы по предмету Физика.