Яка є мінімальна площа плоскої крижини товщиною 35 см, яка може підтримувати людину масою 70 кг на воді? Врахуйте

Тема занятия: Плавание на льдине

Инструкция: Для решения этой задачи, нам необходимо найти минимальную площадь льдины, которая может поддерживать человека на воде. Для этого, мы будем использовать понятие плавучести.

Плавучесть определяется разностью между плотностью тела и плотностью среды, в которой оно находится. Если плотность тела меньше плотности среды, тело будет плавать.

Для начала, определим объем человека массой 70 кг. Масса равна плотности умноженной на объем, поэтому можем записать следующую формулу:

Масса = Плотность x Объем

70 кг = Плотность воды x Объем человека

Объем человека = 70 кг / Плотность воды

Объем человека = 70 кг / 1000 кг/м³

Теперь, найдем массу льдины, которая будет иметь такой же объем, как объем человека:

Масса льдины = Плотность льда x Объем человека

Теперь, можем записать формулу для плавучести:

Плавучесть = Масса льдины x g - Масса человека x g

Плавучесть = (Плотность льда x Объем человека x g) - (Масса человека x g)

Плавучесть = (900 кг/м³ x (70 кг / 1000 кг/м³) x 10 м/с²) - (70 кг x 10 м/с²)

Теперь мы знаем, что плавучесть должна быть равной нулю, чтобы лед мог поддерживать человека на воде. Решим уравнение относительно площади крижины.

0 = (900 кг/м³ x (70 кг / 1000 кг/м³) x 10 м/с²) - (70 кг x 10 м/с²) x площадь крижины x 35 см

Площадь крижины = ((900 кг/м³ x (70 кг / 1000 кг/м³) x 10 м/с²) - (70 кг x 10 м/с²)) / (35 см)

Дополнительный материал: Найдите минимальную площадь плоской крижины толщиной 35 см, которая может поддерживать человека весом 70 кг на воде.

Совет: Чтобы лучше понять плавучесть и ее влияние на плавание, изучите архимедов принцип и связанные с ним законы.

Ещё задача: Масса человека составляет 80 кг. Какая будет минимальная площадь крижины толщиной 40 см, способная поддерживать его на воде? Плотность льда составляет 950 кг/м³, а плотность воды - 1000 кг/м³. Ускорение свободного падения g равно 9,8 м/с².