Задача по физике В городе, в который прилетели ребята для участия в олимпиаде, протекает одна из самых красивых и полноводных рек России, иногда ее называют «Река черного дракона». На этой реке зимой всегда можно увидеть множество рыбаков, сидящих с небольшими удочками над прорубленными во льду лунками. Давайте поможем ребятам рассчитать толщину льда на реке, если вода в лунке находится на глубине 25 см, считая от поверхности льда. Плотность воды примите за 1000 кг/м3, а плотность льда - 900 кг/м3. Ответ запишите в метрах. В ответе запишите только число без единиц измерения.
Чтобы рассчитать толщину льда, нужно использовать принцип архимеда, который гласит, что на погружённое тело действует сила, равная весу вытесненной жидкости.
Обозначим толщину льда через h h h.Плотность льда (ρice)( \rho_{ice} )(ρice) = 900 кг/м³.Плотность воды (ρwater)( \rho_{water} )(ρwater) = 1000 кг/м³.Глубина воды в лунке = 25 см = 0,25 м.
Так как в лунке находится 0,25 м воды, у нас есть:
Вес воды в лунке выталкивающаясилавыталкивающая силавыталкивающаясила будет равен объему воды, умноженному на её плотность:
Чтобы рассчитать толщину льда, нужно использовать принцип архимеда, который гласит, что на погружённое тело действует сила, равная весу вытесненной жидкости.
Обозначим толщину льда через h h h.Плотность льда (ρice)( \rho_{ice} )(ρice ) = 900 кг/м³.Плотность воды (ρwater)( \rho_{water} )(ρwater ) = 1000 кг/м³.Глубина воды в лунке = 25 см = 0,25 м.Так как в лунке находится 0,25 м воды, у нас есть:
Вес воды в лунке выталкивающаясилавыталкивающая силавыталкивающаясила будет равен объему воды, умноженному на её плотность:F<em>water=ρ</em>water⋅Vwater=1000⋅A⋅0.25 F<em>{water} = \rho</em>{water} \cdot V_{water} = 1000 \cdot A \cdot 0.25
F<em>water=ρ</em>water⋅Vwater =1000⋅A⋅0.25
где A A A - площадь основания лунки.
Вес льда выталкиваемаясилаотмассыльдавыталкиваемая сила от массы льдавыталкиваемаясилаотмассыльда:F<em>ice=ρ</em>ice⋅Vice=900⋅A⋅h F<em>{ice} = \rho</em>{ice} \cdot V_{ice} = 900 \cdot A \cdot h
F<em>ice=ρ</em>ice⋅Vice =900⋅A⋅h
где h h h - толщины льда.
Согласно принципу Архимеда:
F<em>water=F</em>ice F<em>{water} = F</em>{ice}
F<em>water=F</em>ice
Подставим уравнения:
1000⋅A⋅0.25=900⋅A⋅h 1000 \cdot A \cdot 0.25 = 900 \cdot A \cdot h
1000⋅A⋅0.25=900⋅A⋅h
Отменим A A A площадьлункиплощадь лункиплощадьлунки с обеих сторон и упростим:
1000⋅0.25=900⋅h 1000 \cdot 0.25 = 900 \cdot h
1000⋅0.25=900⋅h
Выразим h h h:
250=900h 250 = 900h
250=900h
h=250900=2590=518≈0.2778 м h = \frac{250}{900} = \frac{25}{90} = \frac{5}{18} \approx 0.2778 \text{ м}
h=900250 =9025 =185 ≈0.2778 м
Таким образом, толщина льда будет:
h≈0.2778 h \approx 0.2778
h≈0.2778
Записываем ответ:
0.2778