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