Какую работу следует выполнить для полного погружения льдины площадью поперечного сечения 1 м² и толщиной 40 см в воду

Sumasshedshiy_Rycar

25

Чтобы найти работу, необходимо сначала определить изменение потенциальной энергии системы, а затем использовать это значение в формуле работы.

Итак, давайте определим изменение потенциальной энергии. Ледяная глыба погружается в воду, поэтому ее высота, или глубина погружения, будет равна толщине льда, то есть 40 см. Гравитационная постоянная \(g\) равна примерно 9.8 м/с².

Теперь можем найти изменение потенциальной энергии. Формула для потенциальной энергии \(E_{\text{пот}} = mgh\), где \(m\) - масса, \(g\) - ускорение свободного падения, а \(h\) - высота.

Чтобы найти массу льдины, мы можем использовать формулу для плотности \(p = \frac{m}{V}\), где \(p\) - плотность, \(m\) - масса, а \(V\) - объем.

Так как плотность льда известна (примерно 920 кг/м³), а объем можно найти как произведение площади поперечного сечения и толщины льда, имеем \(V = S \cdot h\).

Теперь можем подставить значения в формулу для массы \(m = p \cdot V\). Получим \(m = 920 \, \text{кг/м³} \cdot 1 \, \text{м²} \cdot 0.4 \, \text{м}\).

Теперь найдем изменение потенциальной энергии. \(E_{\text{пот}} = m \cdot g \cdot h\), что в данном случае равно \(920 \, \text{кг/м³} \cdot 1 \, \text{м²} \cdot 0.4 \, \text{м} \cdot 9.8 \, \text{м/с²}\). Вычислив это выражение, получим значение изменения потенциальной энергии.

В конечном итоге, работа \(W\) будет равна противоположной по знаку изменению потенциальной энергии \(W = -E_{\text{пот}}\), так как система (льдинка) перемещается вниз (от высокого положения к низкому). Найденное значение изменения потенциальной энергии поменяем знак и получим значение работы.