Question

如圖所示是打撈沉船中一封閉貨箱的模擬裝置。己知貨箱重6500N，動滑輪總重500N，聲音在海水中的傳描速度是1500m/s。在海面上用超聲測位儀向海底垂直發(fā)射聲波，經(jīng)過0.04s后收到回波（不計繩重和摩擦 g取10N/kg ρ_海水=1.0×10³kg/m³)求：

（1）沉船在水下的深度是多少？（2）海水對沉船產(chǎn)生的壓強(qiáng)是多少？（不計沉船的高度)（3）貨箱離開水面勻速上升過程中，該滑輪組的機(jī)械效率是多少？（4）當(dāng)貨箱在水面下勻速上升時，如果繩子自由端的拉力為1000N，那么貨箱的體積是多少？（不計動滑輪體積）

Answer 1

（1）沉船在水下的深度h=vt=1500m/s×0.04s×=30m

（2）海水對沉船的壓強(qiáng)p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×30m=3×10⁵Pa

（3）若貨箱離開水面后勻速上升h

解（1）W_有=G_貨h=6500h

此時拉力F₁=（G_貨+G_動）=（6500N+500N）=1400N

繩子自由端移動的距離S=5h

W_總=F₁S=1400N×5h=7000h

η===92.9%

（4）貨物在水中勻速上升時，受到豎直向上的拉力、浮力和豎直向下的重力作用處于平衡狀態(tài)，得G_總=F_拉+F_浮

而F_拉=5F-G_動=5×1000N-500N=4500N

所以F_浮=G_總-F_拉=6500N-4500N=2000N

V===0.2m³