Для того чтобы полностью погрузить плоскую льдину воду, необходимо выполнить работу равную силе Архимеда, работа которой будет противоположна плавающей силе. Сила Архимеда равна весу жидкости, которую занимает погруженное тело.
Сначала, определим объем плоской льдины: V = S * H, где S - площадь поперечного сечения, H - толщина. В данном случае, V = 1 м² * 0,4 м = 0,4 м³.
Далее, найдем вес льдины: F = m * g, где m - масса тела, g - ускорение свободного падения. Так как плотность льда равна плотности воды (или близка), масса равна объему умноженному на плотность воды: m = V * ρ, где ρ - плотность воды = 1000 кг/м³. Таким образом, m = 0,4 м³ * 1000 кг/м³ = 400 кг.
Сила Архимеда, действующая на лед, равна весу вытесненной им воды: F_A = V * ρ * g = 0,4 м³ * 1000 кг/м³ * 9,81 м/с² ≈ 3924 Н.
Для погружения льдины полностью в воду, необходимо выполнить работу против силы Архимеда, то есть W = F_A * h, где h - высота поднятия. Так как лед полностью погружается, h равно толщине льдины: h = 0,4 м.
Таким образом, работа, необходимая для погружения льдины полностью в воду, будет равна: W = 3924 Н * 0,4 м ≈ 1569,6 Дж.
Таким образом, чтобы полностью погрузить плоскую льдину в воду, необходимо совершить работу примерно равную 1569,6 Дж.