Яка найменша робота, необхідна для видобуття проби води масою 10 кг з вертикального наскрізного колодязя в пласкій

Янгол_6463

51

Для решения данной задачи, необходимо учесть несколько факторов.
Сначала найдем объем пробы воды в крижине. Для этого умножим массу воды на ее плотность. Плотность воды примерно равна 1000 кг/м^3.

Объем воды (V) = масса воды (m) / плотность воды (ρ)
V = 10 кг / 1000 кг/м^3 = 0.01 м^3

Далее, рассмотрим вертикальный насквозь колодец. Найдем высоту водопада, необходимую для извлечения пробы воды.
Высота водопада (h) равна толщине крижины (t), так как проба воды должна преодолеть всю толщину льда для достижения поверхности.

h = 6 м

По закону сохранения энергии (E1 = E2), потенциальная энергия в начале системы (верхний край колодца) равна потенциальной энергии в конце (поверхность океана).

Потенциальная энергия в начале системы:
E1 = m * g * h1, где m - масса пробы воды, g - ускорение свободного падения, h1 - высота колодца.

Потенциальная энергия в конце системы:
E2 = m * g * h2, где h2 - высота водопада (толщина крижины).

Используя эти формулы и подставляя известные значения, получим:

m * g * h1 = m * g * h2

Отметим, что масса пробы воды (m) в обоих частях уравнения сокращается.

h1 = h2

Таким образом, чтобы извлечь пробу воды массой 10 кг из вертикально насквозь колодца в плоской крижине толщиной 6 м, необходимо, чтобы высота вертикального водопада была такой же, как и толщина крижины.

Ответ: Для достижения пробы воды массой 10 кг из указанного колодца в крижине толщиной 6 метров, необходимо иметь вертикальный насквозь водопад высотой 6 метров.