Question

БЫСТРО РЕШИТЬ ВСЕ ПОМОГИТЕ ​

Answer 1

Выталкивающая сила (сила Архимеда):

$F_{A}=\rho g V$, где ρ - плотность жидкости, V- объем погруженной части тела.

1. Считаем, что тело погружено полностью.

F=1350 кг/м³*9,8 Н/кг*1,5 м³≈ 19,8 кН.

2. 1 см³ = 0,000001 м³ = 10⁻⁶ м³

F=1800 кг/м³*9,8 Н/кг*450*10⁻⁶ м³≈ 7,9 Н.

3. V=F/(ρg) = 12 Н/ (9,8 Н/кг * 700 кг/м³) = 1,7 * 10⁻³ м³ = 1,7 л

4. См. картинку внизу.

Результирующая сила: $F= F_{A} - mg = (\rho_{H_20} - \rho_{0}) Vg$

Условие плавания: $F \geq 0$

В нашем случае $F<0$, поэтому тело будет опускаться на дно.

5. Считаем, что льдина полностью погружена.

Т.к. mg=ρ₁gV<Fa = ρ₀gV, где ρ₀ - плотность воды, ρ₁ - плотность льда, то льдина будет всплывать даже без применения усилия, пока не наступит момент mg=Fa. То есть V₁ объем погруженной в воду части льдины не будет равным V₁=V ρ₁/ρ₀.

После этого, чтобы поднять льдину нужно будет прилагать все большую и большую силу F (по мере поднятия сила Архимеда будет уменьшаться), направленную вверх. То есть:

$F= mg - F_A$, но в этом выражении  Fa - переменная сила, зависит от высоты всплытия. Таким образом начальная сила F =0, в конце F=mg=ρ₁gV=900 кг/м³*9,8 Н/кг*6 м³ ≈ 53 кН.

6. Необходимо, чтобы плот с грузом не опускался на дно, то есть сила Архимеда уравновешивала силу тяжести плота с грузом:

$F_A= Mg$

$M=m+N\rho_1 V_1$, N - количество бревен, ρ₁ - плотность бревна, V₁ - объем бревна.

$V_1 = S L$ = 0,03м²*10 м=0,3 м³

$F_A = \rho_0 g N V_1$, где ρ₀ - плотность воды.

Отсюда:

$\rho_0gNV_1 = mg + \rho_1gNV_1$

Откуда: $N\geq \frac{m}{(\rho_0-\rho_1)V_1}$ = 5000 кг /  (400 кг/м³ * 0,3 м³ ) = 42 штуки.