Инженерная олимпиада 2024, 9 класс, задача 1
Рыбак массой кг выходит на весенний лед толщиной см, расположенный на границе льда и открытой воды. Внезапно под тяжестью рыбака от льда откалывается льдина. При какой минимальной площади льдина удержит рыбака над водой? Плотность воды кг/м, плотность льда - кг/м.
Решение.
На льдину действуют сила тяжести, сила Архимеда и сила со стороны рыбака, равная его силе тяжести. Поэтому условие плавания льдины при ее полном погружении в воду дает
где - масса льдины, - ее объем. Поскольку , получаем
где - площадь льдины, - ее толщина. Отсюда находим площадь льдины, которая может удержать рыбака над водой
Знание формулы, связывающей массу, плотность и объем
Правильное использование формулы для силы Архимеда
Использование условия плавания льдины с рыбаком
Правильный объем погруженной части льдины, равный ее объему
Правильный ответ