Какую задачу нужно выполнить, чтобы опустить ледовую глыбу, весом 90 кг, на глубину 5 метров?

Летучий_Фотограф

46

Чтобы опустить ледовую глыбу массой 90 кг на глубину 5 метров, необходимо применить принципы работы силы тяжести и плавучести.

Шаг 1: Вычисление силы тяжести
Приложенная к ледовой глыбе сила тяжести направлена вниз и определяется формулой:

\[F = mg\]

где F - сила тяжести, m - масса предмета (90 кг), g - ускорение свободного падения (примем его равным 9,8 м/с² для удобства вычислений).

Вычислим силу тяжести:

\[F = 90 \times 9,8 = 882 \, \text{Н}\]

Шаг 2: Определение объема ледовой глыбы
Чтобы рассчитать объем ледовой глыбы, воспользуемся плотностью льда. Обычно плотность льда принимается равной 917 кг/м³. Формула для вычисления объема имеет вид:

\[V = \frac{m}{\rho}\]

где V - объем, m - масса (90 кг), \(\rho\) - плотность льда (917 кг/м³).

Вычислим объем ледовой глыбы:

\[V = \frac{90}{917} = 0,098 \, \text{м}^3\]

Шаг 3: Расчет объема воды, необходимого для погружения ледовой глыбы
По принципу плавучести, чтобы погрузить ледовую глыбу, нужно создать такой объем воды, который вместит ледовую глыбу. Объем воды, необходимый для погружения ледовой глыбы полностью, рассчитывается по формуле:

\[V_{\text{воды}} = V_{\text{глыбы}} = 0,098 \, \text{м}^3\]

Шаг 4: Определение работы, которую нужно совершить, чтобы опустить ледовую глыбу на глубину
Для определения работы необходимо знать силу, приложенную к объекту, и путь, по которому эта сила действует. В данной задаче сила равна силе тяжести (882 Н), и путь (глубина) составляет 5 метров. Формула для расчета работы имеет вид:

\[W = F \times s\]

где W - работа, F - сила (882 Н), s - путь (5 м).

Вычислим работу, необходимую для опускания ледовой глыбы:

\[W = 882 \times 5 = 4410 \, \text{Дж}\]

Таким образом, чтобы опустить ледовую глыбу массой 90 кг на глубину 5 метров, необходимо совершить работу в размере 4410 Дж.