问题标题:
“浮筒打捞法”打捞沉船.将空心金属筒灌满水沉到水底,由潜水员下水,用钢缆把浮筒与沉船栓住.启动打捞船上的压气机,把空气压进筒中排出水,这些浮筒就会带着沉船一起浮到水面
问题描述:
“浮筒打捞法”打捞沉船.将空心金属筒灌满水沉到水底,由潜水员下水,用钢缆把浮筒与沉船栓住.启动打捞船上的压气机,把空气压进筒中排出水,这些浮筒就会带着沉船一起浮到水面上.有一个正方体空心铝合金浮筒模型,如图所示.已知模型重8N,总体积为1000cm3,放入圆柱形容器中,漂浮于水面上.圆柱形容器底面积是模型底面积的2倍.(ρ合金=2×103kg/m3)求:
(1)模型受到的浮力多大?
(2)使模型悬浮在水中,需将容器中的水向空心部分注入多少N?
(3)模型充水悬浮时,容器底部受到水的压强比容器中只有水时所受水的压强变化了多少?
宋志安回答:
(1)因为模型漂浮,所以模型受到的浮力等于重力,即F浮=G=8N;
(2)模型悬浮时受到的浮力:F浮′=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1000×10-6m3=10N,则
模型悬浮在水中,需将容器中的水向空心部分注入水的重力:G水=10N-8N=2N;
(3)因为模型为正方体,并且体积为1000cm3,所以正方体的边长为10cm,其底面积为10cm×10cm=100cm2=0.01m2;
因为圆柱形容器底面积是模型底面积的2倍,因此圆柱形容器的底面积为2×0.01m2=0.02m2;
因为金属筒为圆柱状,所以由p=FS
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