льдина весом 20 кН плавает в воде. Определите выталкивающую силу действующую на льдину. Какая часть объем льдины видна над поверхностью воды».

Давайте разберем задачу по шагам.

1. Выталкивающая сила

Выталкивающая сила, действующая на тело, плавающее в жидкости, определяется законом Архимеда:

Где:

• $\rho_{\text{жидкости}}$ — плотность жидкости (в данном случае воды);
• $g$ — ускорение свободного падения ($9.8 \, \text{м/с}^2$);
• $V_{\text{погруженный}}$ — объем тела, находящийся под водой.

Учитывая, что льдина плавает, сила тяжести, действующая на неё, уравновешивается выталкивающей силой:

Сила тяжести вычисляется по формуле:

Вес льдины $20 \, \text{кН}$ уже выражен в единицах силы, так что $F_{\text{тяжести}} = 20 \, \text{кН}$. Следовательно, выталкивающая сила равна:

2. Определение части объема, находящегося над водой

Чтобы узнать, какая часть льдины находится над водой, нужно использовать соотношение плотностей льда и воды.

Плотности (примерные значения):

• $\rho_{\text{лед}} = 917 \, \text{кг/м}^3$;
• $\rho_{\text{вода}} = 1000 \, \text{кг/м}^3$.

Для плавающего тела действует правило:

Подставляем данные:

Это означает, что 91.7% объема льдины погружено в воду, а оставшиеся:

Или 8.3% объема льдины видимо над поверхностью воды.

Итог

1. Выталкивающая сила, действующая на льдину: $20 \, \text{кН}$.
2. Часть объема льдины над водой: $8.3\%$.