Бревно на галоклине
3/10Соленая 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\(f = \dfrac{\rho_\text{С} - \rho}{\rho_\text{С} - \rho_\text{П}}\).
РешениеБревно 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 \(f = \dfrac{\rho_\text{С} - \rho}{\rho_\text{С} - \rho_\text{П}}\).
Похожие задачи
- Шарики в воде (A5) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Стопка брусков (A5) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Шарики в воде (A5) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Силы Архимеда (A5) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Измерение объёма тела (A24) ЕГЭ 2010, 11 кл.
- Аэростат на привязи МОШ 2010/11, 9 кл.