Крижина з площею 2 м^2 і товщиною 30 см плаває у воді. Яку роботу треба виконати, шоб крижина повністю занурилась під воду?

Дано:
S=2 м^2
h=0,3 м
Знайти:  A

Об'єм крижини    V=Sh        (1)

Маса крижини   m=\rho_лV=\rho_л Sh        (2)

Питому густина льоду і води знаходимо у таблиці.


\rho_л=900 \frac{кг}{м^3}          \rho_в=1000 \frac{кг}{м^3} 

Сила земного тяжіння крижини      P=mg=\rho_лShg           (3)

У стані спокою крижина плаває і сила земного тяжіння крижини дорівнює виштовхувальній силі. 

\rho_л Shg=\rho_вSh_0g        (4)

де h_0 - висота підводної частини льоду. 

h_0=\frac{\rho_лh}{\rho_в}         (5)

h_0=\frac{900*0,3}{1000}=0,27 м         (6)

Висота надводної частини h_н=h-h_0=0,3-0,27=0,03 м

Якщо прикласти додаткову силу  і занурити у воду крижину повністю, то виштовхувальна сила зросте на величину 

\Delta F_a=\rho_вSh_нg        (7)

Додаткова сила     N=\Delta F_a         (8)

Робота=Сила*шлях          A=Nh_н=\Delta F_a*h_н=\rho_вSh_нg*h_н=\rho_вSh_н^2g       (9)

A=1000*2*0,03^2*10=18 Дж

Відповідь:  18 джоулів

Ваш відгук, коментар або лайк дуже важливий для підтримки сайту. Не пошкодуйте 10 секунд свого часу. Не зрозуміли - запитуйте, поясню. Потрібна допомога - пишіть на ivankonosovskiy@gmail.com Допоможу безкоштовно  

Коментарі