Задачи › Сила Архимеда

Бревно на галоклине

  1. Бревно на галоклине

    «Бельчонок» 2023/24, 8 кл.
    3/10

    Соленая вода плотнее пресной, и в океане иногда можно обнаружить резкий вертикальный разрыв (изменение) солёности (известный как «галоклин») между более пресной водой сверху и более солёной водой снизу. Это часто происходит вблизи побережий, где пресная вода впадает в море или где тают ледники или морской лёд. Колебания солёности и температуры морской воды вызывают циркуляцию глубинных океанских вод и оказывают серьёзное влияние на климат.

    Представьте себе, что бревно, смытое рекой, унесено в море. В конце концов бревно насыщается водой и начинает тонуть, но если оно достигает галоклина, оно может плавать на границе. Если однородное бревно имеет плотность \(\rho\), а однородные плотности поверхностной (более пресной) и глубокой (более солёной) воды равны \(\rho_\text{П}\) и \(\rho_\text{С}\), то какая часть \(f\) объёма бревна будет находиться выше галоклина в более пресной воде? Получите расчётную формулу.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    \(f = \dfrac{\rho_\text{С} - \rho}{\rho_\text{С} - \rho_\text{П}}\).

    Решение

    Бревно плавает на границе галоклина, если сила тяжести уравновешена суммой архимедовых сил: доля \(f\) объёма над галоклином погружена в пресную воду, доля \(1-f\) — в солёную. Условие равновесия \[\rho V g = \rho_\text{П} f V g + \rho_\text{С}(1-f) V g,\] откуда \(f = \dfrac{\rho_\text{С} - \rho}{\rho_\text{С} - \rho_\text{П}}\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи