ID: 00019075
Льдина плавает в воде. Объём её надводной части 20\ \text{м}^3. Каков объём подводной части?
Источник: сборник задач (физика 7)
Дано:
V_{\text{над}}=20\ \text{м}^3
\rho_{\text{льда}}=900\ \text{кг/м}^3
\rho_{\text{воды}}=1000\ \text{кг/м}^3
Найти: V_{\text{под}}
Решение:
Льдина плавает — значит вес льдины равен выталкивающей силе. Вес: P=\rho_{\text{льда}}\,g\,V (через весь объём). Сила Архимеда: F_A=\rho_{\text{воды}}\,g\,V_{\text{под}} (через подводную часть).
Приравниваем:
\rho_{\text{льда}}\,g\,V=\rho_{\text{воды}}\,g\,V_{\text{под}}.
Отсюда доля под водой:
\frac{V_{\text{под}}}{V}=\frac{\rho_{\text{льда}}}{\rho_{\text{воды}}}=\frac{900}{1000}=0{,}9.
Значит под водой 90\% объёма, а над водой — оставшиеся 10\%. Но как раз надводная часть нам дана: V_{\text{над}}=20\ \text{м}^3=0{,}1\,V. Найдём весь объём:
V=\frac{20}{0{,}1}=200\ \text{м}^3.
Тогда подводная часть:
V_{\text{под}}=V-V_{\text{над}}=200-20=180\ \text{м}^3.
Ответ: V_{\text{под}}=180\ \text{м}^3.