Задача по физике В центре небольшой плоскоц льдины сидит белый медведь массой m =750 кг ловит рыбу со скоростью 20 кг/ч и складывает ее так что центр масс системы не меняется Через какое время льдина погрузилась под воду если площадь льдины 85 надводная частьльдины высотой 15 ц. Плотность воды 1000 а льда 900

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи мы будем использовать закон сохранения импульса для системы "медведь + рыба".

Сначала найдем скорость медведя после схватывания рыбы. Из закона сохранения импульса получаем:

m1v1 + m2v2 = (m1 + m2)v

где m1 - масса медведя, v1 - скорость медведя до схватывания рыбы, m2 - масса рыбы, v2 - скорость рыбы, v - скорость медведя после схватывания рыбы.

Подставляем известные значения:

750кг v1 + 20кг 20кг/ч = (750кг + 20кг)*v

750кг v1 + 400кг ч = 770кг * v

750кг v1 = 770кг v - 400кг * ч

Так как центр масс системы не меняется, вся система движется с такой же скоростью. Таким образом, скорость медведя после схватывания рыбы равна 20 км/ч.

Теперь находим время, за которое льдина погрузится под воду. Для этого используем закон Архимеда:

Fплав = ρводы g Vпогруженного

где Fплав - сила подъема (равна весу медведя и рыбы), ρводы - плотность воды, g - ускорение свободного падения, Vпогруженного - объем погруженного в воду тела.

Подставляем известные значения:

Fплав = (750кг + 20кг) g
Vпогруженного = (85м 15м * 0,01м - Vледяного)

где Vледяного - объем ледяной площадки.

Так как центр масс системы не меняется, то центр масс системы после того, как медведь и рыба станут водобоязнью, будет находиться на глубине hб= Vпогруженного / (85м * 15м) - 15 см от поверхности воды.

Теперь можно записать уравнение для силы подъема:

(750кг + 20кг) g = ρводы g (85м 15м * hб)

(750кг + 20кг) = ρводы (85м 15м * hб)

770кг = 1000кг/м³ 85м 15м * hб

hб = 770кг / (1000кг/м³ 85м 15м)

hб = 0,69м

Итак, льдина погрузится под воду на 69 см относительно начальной позиции после того, как медведь схватил рыбу.