Kra lodowa o objętości 0,75m3 pływa częściowo zanurzona w wodzie. Na środku górnej, płaskiej powierzchni kry powoli położono paczkę o masie 50kg. Przyjmij, że gęstość lodu wynosi 920kg/m3, natomiast gęstość wody jest równa 1000kg/m3.
Wykaż, wykonując niezbędne obliczenia, że paczka nie zanurzy się w wodzie.
ROZWIĄZANIE
Obliczymy konieczną do zrównoważenia ciężaru kry i paczki objętość wypartej wody. Zapisujemy warunek równowagi sił: ciężaru kry lodowej Fk razem z ciężarem paczki Fp oraz siły wyporu Archimedesa FA: Fk+Fp=FA mkg+mpg=ρwVzang
Masa kry: mk=ρlVk=920kg/m3⋅0,75m3=690kg.
Podstawiając do równania sił: (690kg+50kg)g=1000kg/m3⋅Vzan⋅g 740kg=1000kg/m3⋅Vzan Vzan=0,74m3
Ponieważ objętość zanurzona Vzan=0,74m3 jest mniejsza od całkowitej objętości kry Vk=0,75m3, kra nie zanurzy się całkowicie, więc paczka pozostanie nad powierzchnią wody.