Плотность льда равна плотности воды, поэтому объем воды, который будет занят льдиной при погружении равен ее объему.
V(воды) = V(льдины) = 2 м³
Суммарный вес равен сумме веса человека и веса воды, которую займет льдина при погружении.
F(сумм) = mg + ρV*g
где ρ - плотность воды, g - ускорение свободного падения
ρ = 1000 кг/м³, g = 9.8 м/c²
F(сумм) = 87.76 кг 9.8 м/c² + 1000 кг/м³ 2 м³ * 9.8 м/c² = 1877.84 Н
Суммарная сила, действующая на льдину с человеком (1877.84 Н), превышает силу Архимеда, так как масса воды, которую займет льдина, больше массы человека. Поэтому льдина погрузится полностью в пресную воду под действием силы Архимеда.
Для того чтобы определить, погрузится ли льдина полностью в пресную воду при наличии человека на ней, нужно учесть условия плавания тел в жидкостях.
Масса человека m = 860 Н / 9.8 м/c² ≈ 87.76 кг
Объем воды, которую займет льдина при погружении полностью, равен объему льдины.
V(льдины) = S(льдины) h(льдины) = 8 м² 0.25 м = 2 м³
Плотность льда равна плотности воды, поэтому объем воды, который будет занят льдиной при погружении равен ее объему.
V(воды) = V(льдины) = 2 м³
Суммарный вес равен сумме веса человека и веса воды, которую займет льдина при погружении.
F(сумм) = mg + ρV*g
где ρ - плотность воды, g - ускорение свободного падения
ρ = 1000 кг/м³, g = 9.8 м/c²
F(сумм) = 87.76 кг 9.8 м/c² + 1000 кг/м³ 2 м³ * 9.8 м/c² = 1877.84 Н
Суммарная сила, действующая на льдину с человеком (1877.84 Н), превышает силу Архимеда, так как масса воды, которую займет льдина, больше массы человека. Поэтому льдина погрузится полностью в пресную воду под действием силы Архимеда.