Яка загальна маса людей та їхнього спорядження на плоскій крижині, площа якої становить 20 кв.м, якщо ця крижина

Тема занятия: Плавучість тіл на поверхні рідини

Об"яснення:
Щоб розв"язати цю задачу, використаємо просту формулу для обчислення сили архімедового підтримання. Згідно із законом Архімеда, тіло, занурене в рідину, отримує підтримання, рівне вазі розгонується рідини.
Формула архімедового підтримання має вигляд: F = ρ * V * g, де F - сила архімедового підтримання, ρ - густина рідини, V - об"єм тіла, яке занурене в рідину, g - прискорення вільного падіння.

Оскільки в задачі вказано площу крижини, а не об"єм, побудуємо формулу для обчислення об"єму. Площа крижини в даному випадку буде дорівнювати площі підошви зануреного тіла.
Формула для обчислення об"єму залежить від форми тіла. V = S * h, де V - об"єм, S - площа підошви тіла, h - висота занурення тіла.

Таким чином, ми можемо обчислити загальну масу людей та їхнього спорядження на плоскій крижині за допомогою таких кроків:

1. Знайдіть об"єм тіла, що занурюється в рідину, використовуючи формулу V = S * h. У даному випадку S = 20 кв.м (площа крижини) і h = 0,05 м (товщина виділеної крижини).
2. Визначте густину рідини, в якій знаходиться крижина. Нехай це буде значення ρ.
3. Використовуючи формулу F = ρ * V * g, обчисліть силу архімедового підтримання.
4. Загальна маса людей та їхнього спорядження на крижині буде дорівнювати вазі цього розгонується, що є рівним силі архімедового підтримання.

Приклад використання:
Дані: площа крижини S = 20 кв.м, товщина виділеної крижини h = 0,05 м.
Нехай густина рідини ρ = 1000 кг/м^3 (це густина води при кімнатній температурі).

1. Обчислимо об"єм тіла: V = S * h = 20 кв.м * 0,05 м = 1 м^3.
2. Визначимо силу архімедового підтримання, використовуючи формулу F = ρ * V * g. Прийнявши g = 9,8 м/с^2, отримаємо F = 1000 кг/м^3 * 1 м^3 * 9,8 м/с^2 = 9800 H.
3. Загальна маса людей та їхнього спорядження на крижині дорівнюватиме силі архімедового підтримання, тобто 9800 кг.

Порада:
Для кращого розуміння архімедового принципу плавучості можна провести експеримент зі зануренням різних тіл в рідину, наприклад, вода. Експериментуючи з різними формами тіл і змінюючи їх масу, можна спостерігати за висотою занурення та силами підтримання.

Вправа:
Щоб практикуватися, ви можете запросити учня розглянути ситуацію, коли крижину затягує шар снігу, і дати завдання визначити, яка частина снігу буде знаходитися над поверхнею річки, а яка під водою, використовуючи архімедові принципи.