问题
计算题
打捞沉船时,常先将金属浮箱注满水,沉入水底,再用钢绳将其固定在沉船上,然后向浮箱中压入气体,排出浮箱内的水,这样浮箱就可上浮把沉船拉起。某次打捞作业中,所用的浮箱边长为2m的正方体,自重2000N。当浮箱上表面沉到距水面20m处时。求(g = 10N/kg):
(1)浮箱上表面受到水的压强;
(2)浮箱受到水的浮力;
(3)当把浮箱内水全部排出,浮箱与沉船一起匀速上浮时,浮箱对沉船的拉力;
(4)当浮箱上表面浮到与水面相平时,此过程中浮力对浮箱做的功。
答案
解:(1)浮箱上表面受到水的压强 p = 水gh = 1.0×103kg/m3×10N/kg×20m = 2×105Pa
(2)浮箱受到的浮力 F浮 = 水gV排 = 1.0×103kg/m3×10N/kg×23m3 = 8×104N
(3)浮箱对沉船的拉力F拉 = F浮- G = 8×104N-2×103N = 7.8×104N
(4)浮力对浮箱做的功 W = F浮h = 8×104 N×20m = 1.6×106J。