2019-11-20
Плоская льдина толщиной $H$ плавает в море. Какова высота надводной части льдины, если $\rho_{в}$ и $\rho_{л}$ - плотности воды и льда соответственно?
Решение:
При плавании льдины ее вес $m_{л}g$ равен весу воды, вытесненной льдиной, т. е. $m_{в}g$ (где $m_{л}$ - масса льдины, $m_{в}$ - масса воды, вытесненной льдиной). Поэтому можно записать:
$m_{л}g = m_{в}g$. (1)
Пусть площадь льдины равна $S$, а искомая высота ее $h$. Тогда масса льдины, выраженная через плотность и объем ее, будет равной
$m_{л} = \rho_{л}SH$, (2)
а масса воды
$m_{в} = \rho_{в}S(H - h)$. (3)
С учетом (2) и (3) равенство (1) примет вид $\rho_{л}SHg = \rho_{в}S(H-h)g$. Решив это уравнение относительно искомого, получим $h = \frac{( \rho_{в} - \rho_{л})H}{ \rho_{в}}$.