Будет ли лед полностью погружен в пресную воду, когда на него станет человек, вес которого составляет 740 Н и площадь

Тема занятия: Архимедов принцип и плавучесть

Инструкция:
Архимедов принцип утверждает, что на тело, погруженное в жидкость, действует сила поддерживающей силы, равная весу вытесненной этим телом жидкости. Если эта сила больше или равна весу тела, то тело сохраняет плавучесть и полностью погружается в жидкость.

Для решения этой задачи необходимо найти вес человека и сравнить его с весом жидкости, которую вытесняет лед.

Вес человека равен 740 Н (ньютона), а площадь льдины составляет 6 м². Вычислим объем льда, используя следующее уравнение:

Объем льда = площадь льдины * толщина льда

Поскольку толщина льда не указана, предположим, что она равна 1 м (метр). Тогда объем льда будет:

Объем льда = 6 м² * 1 м = 6 м³

Далее, найдем вес вытесненной жидкости, используя следующее уравнение:

Вес жидкости = плотность жидкости * объем вытесненной жидкости * ускорение свободного падения

Плотность пресной воды равна 1000 кг/м³ (килограмм на кубический метр), а ускорение свободного падения примем равным 10 Н/кг (ньютон на килограмм). Подставим значения:

Вес жидкости = 1000 кг/м³ * 6 м³ * 10 Н/кг = 60 000 Н (ньютона)

Теперь сравним вес человека (740 Н) с весом вытесненной жидкости (60 000 Н). Поскольку вес человека меньше веса вытесненной жидкости, лед не будет полностью погружен в пресную воду.

Пример:
Дана ледяная плитка площадью 4 м². Определите, будет ли она полностью погружена в пресную воду, когда на нее станет человек, вес которого составляет 800 Н.

Совет:
Для понимания Архимедова принципа и плавучести полезно представить, что жидкость "выталкивает" тело из-под себя так, как будто она поддерживается на поверхности тела. Также полезно помнить, что плотность вещества определяется общей массой и общим объемом.

Задача на проверку:
Человек массой 60 кг стоит на льду с площадью 3 м². Какая толщина льда будет полностью погружена в воду, если плотность льда равна 900 кг/м³? (Используйте g=10 м/с²)