Краткое пояснение: Максимальная масса тела, которую может выдержать паром, равна разнице между выталкивающей силой воды и весом парома.
- Шаг 1: Определим объем парома.
Площадь парома 4 м², размеры бруса 30х30 см. Примем толщину бруса равной x.
Объем бруса: \(V_{\text{бруса}} = 0.3 \cdot 0.3 \cdot x = 0.09x\)
Количество брусьев: \(N = \frac{4}{0.09} \approx 44.44\). Округлим до 44 брусьев.
Общая площадь: \(44 \cdot 0.3 \cdot 0.3 = 3.96 \text{ м}^2\), что близко к 4 м².
Пусть толщина бруса x = 0.1 м (10 см). Тогда \(V_{\text{парома}} = 4 \cdot 0.1 = 0.4 \text{ м}^3\).
- Шаг 2: Рассчитаем массу парома.
Плотность сосны 500 кг/м³.
\(m_{\text{парома}} = \rho_{\text{сосны}} \cdot V_{\text{парома}} = 500 \text{ кг/м}^3 \cdot 0.4 \text{ м}^3 = 200 \text{ кг}\)
- Шаг 3: Определим выталкивающую силу (силу Архимеда).
\(F_{\text{A}} = \rho_{\text{воды}} \cdot g \cdot V_{\text{парома}} = 1000 \text{ кг/м}^3 \cdot 9.8 \text{ м/с}^2 \cdot 0.4 \text{ м}^3 = 3920 \text{ Н}\)
- Шаг 4: Рассчитаем вес парома.
\(P_{\text{парома}} = m_{\text{парома}} \cdot g = 200 \text{ кг} \cdot 9.8 \text{ м/с}^2 = 1960 \text{ Н}\)
- Шаг 5: Найдем максимальную силу, которую может выдержать паром.
\(F_{\text{max}} = F_{\text{A}} - P_{\text{парома}} = 3920 \text{ Н} - 1960 \text{ Н} = 1960 \text{ Н}\)
- Шаг 6: Рассчитаем максимальную массу тела, которую может выдержать паром.
\(m_{\text{max}} = \frac{F_{\text{max}}}{g} = \frac{1960 \text{ Н}}{9.8 \text{ м/с}^2} = 200 \text{ кг}\)
Ответ: 200 кг