Дано:
( V = 3.6 , м^3 ) - объем плота
( \rho_{ели} = 360 , кг/м^3 ) - плотность ели
( \rho_{воды} = 1000 , кг/м^3 ) - плотность воды
Найти: ( m_{груза} ) - максимальную массу груза, которую может принять плот.
Решение:
1. Найдем массу плота (( m_{плота} )):
( m_{плота} = \rho_{ели} cdot V = 360 , кг/м^3 cdot 3.6 , м^3 = 1296 , кг )
2. Найдем архимедову силу (( F_A )), равную весу вытесненной воды, когда плот полностью погружен в воду:
( F_A = \rho_{воды} cdot g cdot V ), где ( g ) - ускорение свободного падения (приблизительно 9.8 м/с²).
Однако, для упрощения расчетов и учитывая школьный уровень задачи, примем, что плот должен просто плавать, то есть сила Архимеда должна быть равна сумме веса плота и груза.
Таким образом, когда плот плавает, сила Архимеда равна весу вытесненной воды, объем которой равен объему плота.
3. Найдем максимальную силу Архимеда, которая может действовать на плот, когда он полностью погружен:
( F_A = \rho_{воды} cdot V cdot g ) (где g ≈ 10 м/с² для упрощения)
( F_A = 1000 , кг/м^3 cdot 3.6 , м^3 cdot 10 , м/с^2 = 36000 , Н )
4. Найдем вес плота:
( P_{плота} = m_{плота} cdot g = 1296 , кг cdot 10 , м/с^2 = 12960 , Н )
5. Найдем максимальный вес груза, который плот может выдержать:
( P_{груза} = F_A - P_{плота} = 36000 , Н - 12960 , Н = 23040 , Н )
6. Найдем максимальную массу груза:
( m_{груза} = \frac{P_{груза}}{g} = \frac{23040 , Н}{10 , м/с^2} = 2304 , кг )
**Ответ: 2304 кг**