Пусть S ---площадь льдины, h ---ее толщина, ρ ---плотность воды, ρ1; ---плотность льда, m ---масса человека. На льдину действует сила тяжести, направленная вниз и равная ρ1gV=ρ1gSh, Сила тяжести человека, направленная вниз и равная mg Эти силы должну уравновешиваться выалкивающей силой (сило Архимеда), направленной вверх. Эта сила будет максимальной, если вся льдина погружена в воду, следовательно должно выполняться равенство ρ1gSh+mg=ρgSh Sh(ρ-ρ1)=m S=m/(h(ρ-ρ1))=80кг/(0.4м*(1000-900(кг/м³))=0.2м²
В верхней точке на самолёт с лётчиком действуют (если пренебречь сопротивлением воздуха) 2 противоположно направленные силы: сила тяжести F1=m*g и центробежная сила F2=m*v²/R, где m - масса системы "самолёт-лётчик". По условию, в верхней точке F1=F2, откуда следует уравнение m*g=m*v²/R, или - по сокращении на m - уравнение g=v²/R. Отсюда v²=g*R и v=√(g*R). Полагая g≈10 м/c², находим v≈√(10*15000)≈387 м/с. При скорости v1=α*v состояние невесомости будет при условии v1²=g*R1, или α²*v²=g*R1, откуда новый радиус кривизны R1=α²*v²/g. А так как R=v²/g, то R1/R=α²=9. ответ: 1) ≈387 м/с, 2) в 9 раз.
На льдину действует сила тяжести, направленная вниз и равная
ρ1gV=ρ1gSh,
Сила тяжести человека, направленная вниз и равная
mg
Эти силы должну уравновешиваться выалкивающей силой (сило Архимеда), направленной вверх.
Эта сила будет максимальной, если вся льдина погружена в воду, следовательно
должно выполняться равенство
ρ1gSh+mg=ρgSh
Sh(ρ-ρ1)=m
S=m/(h(ρ-ρ1))=80кг/(0.4м*(1000-900(кг/м³))=0.2м²