Question

Какую наименьшую площадь имеет льдина толщиной 40 см, способная удержать над водой человека массой 80 кг? Плотность воды 1000 кг/м2, плотность льда 900 кг/м.​

Answer 1

Пусть S ---площадь льдины, h ---ее толщина, ρ ---плотность воды, ρ1; ---плотность льда, m ---масса человека.
На льдину действует сила тяжести, направленная вниз и равная
ρ1gV=ρ1gSh,
Сила тяжести человека, направленная вниз и равная
mg
Эти силы должну уравновешиваться выалкивающей силой (сило Архимеда) , направленной вверх.
Эта сила будет максимальной, если вся льдина погружена в воду, следовательно
должно выполняться равенство
ρ1gSh+mg=ρgSh
Sh(ρ-ρ1)=m
S=m/(h(ρ-ρ1))=80кг/(0.4м*(1000-900(кг/м³))=2м²