问题
计算题
海水的潮汐能是由于地球、月球和太阳相互作用产生的能量，一日两次，日称潮，夜称汐。世界上潮汐能蕴藏量约为10亿千瓦，我国约有1.1亿千瓦。我国东南沿海某海湾如图所示，经测量海湾水域面积约为1.0×107米2。涨潮时水深20米，此时关上闸门，可使水位保持20米不变。退潮时，坝外水位降至18米。假如利用此水坝建潮汐水力发电站，高出坝外水面的海湾内的水流向大海时，重力对水所做的功有10%变为电能，每天有两次涨潮（两次涨潮落差相同），求该电站一天能发电多少焦？（可把水受到的重力看作都集中在重心上，海水的密度取1.2×103千克/米3，g取10N/kg）
答案
解：海湾内比大坝外水面高出的水受到的重力为G=ρVg=1.2×103千克/米3×1.0×107米2×2米×10牛/千克=2×1011牛
坝内高出的水流向大海可以看成坝内高出的水的重心降落1米，重力做功W=Gh=2×1011牛×1米=2×1011焦
有两次涨潮W总=4×1011焦，有10%转变为电能，电能为W电=4×1011焦×10%=4×1010焦