В плоском дне баржи с осадкой 80 см возникла пробоина площадью 0,1 см². Её закрыли металлической пластинкой с грузом. Определите (в килограммах), при какой минимальной суммарной массе пластинки и груза вода не будет попадать в трюм. Плотность воды равна 1000 кг/м³.
Из условия задачи известно, что площадь пробоины равна 0,1 см² = 0,0001 м², высота воды над пробоиной равна 80 см = 0,8 м, плотность воды ρ = 1000 кг/м³.
Пусть масса груза равна m кг, а масса пластинки равна M кг. Тогда суммарная масса пластинки и груза равна m + M кг.
Для того, чтобы вода не попадала в трюм, давление воды на пластинку должно быть достаточным, чтобы остановить поток воды через пробоину. Таким образом, давление воды на пластинку должно быть больше, чем гидростатическое давление воды на глубине h:
P(пластинка) > P(вода)
для пластинки: P(пластинка) = M/ S, где S - площадь пластинки для воды: P(вода) = ρgh, где h - высота воды над пробоиной
Тогда условие P(пластинка) > P(вода) принимает вид: M/S > ρgh M > ρgh * S
Подставляя известные значения, получаем: M > 1000 9,81 0,8 * 0,0001 = 0,007848 кг
Таким образом, минимальная суммарная масса пластинки и груза, при которой вода не будет попадать в трюм, равна примерно 0,0078 кг.
Из условия задачи известно, что площадь пробоины равна 0,1 см² = 0,0001 м², высота воды над пробоиной равна 80 см = 0,8 м, плотность воды ρ = 1000 кг/м³.
Пусть масса груза равна m кг, а масса пластинки равна M кг. Тогда суммарная масса пластинки и груза равна m + M кг.
Для того, чтобы вода не попадала в трюм, давление воды на пластинку должно быть достаточным, чтобы остановить поток воды через пробоину. Таким образом, давление воды на пластинку должно быть больше, чем гидростатическое давление воды на глубине h:
P(пластинка) > P(вода)
для пластинки:
P(пластинка) = M/ S, где S - площадь пластинки
для воды:
P(вода) = ρgh, где h - высота воды над пробоиной
Тогда условие P(пластинка) > P(вода) принимает вид:
M/S > ρgh
M > ρgh * S
Подставляя известные значения, получаем:
M > 1000 9,81 0,8 * 0,0001 = 0,007848 кг
Таким образом, минимальная суммарная масса пластинки и груза, при которой вода не будет попадать в трюм, равна примерно 0,0078 кг.