Как изменится уровень воды в стакане ,если лед
а)Вытащить из стакана?
Если лёд вытащить из стакана, то уровень воды уменьшится.
Плотность льда меньше плотности воды, поэтому он плавает на поверхности воды.
Однако, лёд имеет массу и под действием силы тяжести с одной стороны и под действием выталкивающей (Архимедовой) силы с другой стороны часть объёма кубика льда погружена в воду, а значит выталкивает точно такой объём воды в стакане. Тем самым повышая уровень воды.
Б)растает?
Если лёд растает, то уровень воды в стакане увеличится, так как плотность льда меньше плотности воды. Когда лёд плавает в воде, только часть его объёма погружена в воду и этот объём и выталкивается. Однако превращаясь в воду, весь объём воды, полученный из льда оказывается в воде.
Определим сперва скорость, с которой тело упало в воду:
v=sqrt(2gh1)=sqrt(20*5)=10м/c
Определим ускорение, с которым тело тормозилось в воде:
v0^2=2a*h2
a=100/8=12.5 м/с^2
Теперь. В воде действовали две силы - сила Архимеда и сила тяжести, и итоговая сила сперва тормозила тело, а затем выталкивала его из воды(т.е. сила архимеда больше). Найдем плотность тела:
Fa-Ft=ma
pжgV-mg=ma
9*10^3*m/p - mg=ma
сократим на m:
9*10^3/p - 10 = 12.5
p=9*10^3/22.5=400
Плотность тела = 400 кг/м^3.
Теперь определим скорость, которую тело будет иметь к моменту всплытия:
v=sqrt(2a*h2)=10 м/c.
