冰山浮在水面上时,为什么只有一小部分露出水面?
冰山浮在水面上时,为什么只有一小部分露出水面?
参考答案:冰山只有一小部分露出水面,这是因为冰的密度比水小。根据物理学中的阿基米德原理,任何浸入液体中的物体都会受到一个向上的浮力,这个浮力等于物体排开液体的重量。
冰的密度大约是0.917克/立方厘米,而水的密度是1克/立方厘米。由于冰的密度小于水,所以当冰块放入水中时,它会浮起来。为了使冰块浮在水面上,它排开的水的重量必须等于冰块的重量。
设冰块的总体积为V,露出水面的体积为V露,浸在水中的体积为V浸,则有:
冰块的总重量 = 浸在水中的体积 × 水的密度 × 重力加速度
冰块排开的水的重量 = 浸在水中的体积 × 水的密度 × 重力加速度
由于冰块浮在水面上,这两个重量是相等的,即:
V浸 × 水的密度 × 重力加速度 = V × 冰的密度 × 重力加速度
由于冰的密度小于水的密度,要使等式成立,冰块的总体积V必须大于浸在水中的体积V浸。也就是说,冰块的大部分体积必须浸入水中,只有一小部分体积露出水面。
因此,冰山只有一小部分露出水面,是因为冰的密度小于水的密度,导致冰块在水中浮起时,大部分体积都位于水下。