Для того чтобы определить объем погруженной в воду части лодки, нужно использовать принцип Архимеда. Согласно этому принципу, на любое тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости.
Давайте разберемся по шагам:
В нашем случае лодка весит 1 кН (килоньютон) в воздухе. Это означает, что ее весовая сила ( F ) равна 1000 Н (ньютонов), так как 1 кН = 1000 Н.
Выталкивающая сила ( F_A ), действующая на лодку, равна весу объема воды, который вытеснен лодкой. По закону Архимеда:
[ F_A = \rho \cdot g \cdot V ]
где:
- ( \rho ) — плотность воды (примерно ( 1000 \, \text{кг/м}^3 ) для пресной воды),
- ( g ) — ускорение свободного падения (( 9.81 \, \text{м/с}^2 )),
- ( V ) — объем вытесненной воды (объем погруженной части лодки).
- В состоянии равновесия (когда лодка плавает), выталкивающая сила равна весу лодки:
[ F_A = F ]
- Подставим значения:
[ \rho \cdot g \cdot V = 1000 \, \text{Н} ]
- Решим это уравнение для ( V ):
[ V = \frac{F}{\rho \cdot g} ]
[ V = \frac{1000 \, \text{Н}}{1000 \, \text{кг/м}^3 \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2} ]
- Упростим выражение:
[ V \approx \frac{1000}{9810} \, \text{м}^3 ]
[ V \approx 0.102 \, \text{м}^3 ]
Таким образом, объем погруженной в воду части лодки составляет примерно ( 0.102 \, \text{м}^3 ).