Dane: [latex]S=4[m^2][/latex] [latex]h=20[cm]=0,2[m][/latex] [latex]d_l=0,92[frac{g}{cm^3}]=920[frac{kg}{m^3}][/latex] [latex]m_p=20[kg][/latex] Szukane: n - liczba pingwinków które mogą bezpiecznie schronić się na krze Obliczenia: Na krę działa siła ciężkości równa jej iloczynowi objętości oraz gęstości lodu i przyspieszenia ziemskiego: [latex]F_g=Vcdot d_lcdot g=4[m^2]cdot 0,2[m]cdot 920[frac{kg}{m^3}]cdot 10[frac{N}{kg}]=7360[N][/latex] Jednocześnie, na w pełni zanurzoną krę działa siła wyporu równa jej iloczynowi objętości oraz gęstości wody i przyspieszenia ziemskiego: [latex]F_w=Vcdot d_wcdot g=4[m^2]cdot 0,2[m]cdot 1000[frac{kg}{m^3}]cdot 10[frac{N}{kg}]=8000[N][/latex] Zatem dla w pełni zanurzonej kry (takiej której górna powierzchnia na której stoją pingwiny styka się z poziomem wody) siła wypadkowa wypychająca krę do góry wynosi: [latex]F=F_w-F_g=8000[N]-7360[N]=640[N][/latex] Jak widać z powyższego wyniku, na krze możemy bezpiecznie postawić tyle pingwinów, by działająca na nie siła ciężkości nie przekraczała powyższej siły wypadkowej. Siła ciężkości działająca na jednego pingwina to z kolei: [latex]F_{gp}=m_pcdot g=20[kg]cdot 10[frac{N}{kg}]=200[N][/latex] Zatem nasza liczba pingwinów które mogą stanąć na krze nie ryzykując że zamoczą sobie płetwy (albo i więcej) wynosi: [latex]n=frac{F}{F_{gp}}=frac{640[N]}{200[N]}=oxed{3,2}[/latex] Odpowiedź: Ponieważ nie zamierzamy ćwiartować pingwinów, należy przyjąć że na krze mogą stanąć nie więcej trzy pingwiny, ewentualnie trzy pingwiny i małe pingwinie dziecko, o masie nie przekraczającej 0,2 masy dorosłego osobnika.
w pobliżu wyspy pingwinów dryfuje kra lodowa o powierzchni 4 m2. Grubość lodu wynosi 20cm, a jego gęstość 0,92g/cm3. Ile pingwinów o masie 20kg utrzyma kra?
Odpowiedź
Dodaj swoją odpowiedź