Question

隨著我國經濟的不斷增長，國防力量也在加強，我國第一艘航空母艦“遼寧號”已正式交接．根據某航母的主要參數值列式計算：(g＝10 N/kg，ρ_海水＝1.03×10³ kg/m³)

主要參數值
航母總質量(包括艦載飛機)	6×107 kg
每架艦載飛機的質量	5150 kg
每架艦載飛機與甲板的總接觸面積	5000 cm2
航母正常航行速度	54 km/h
航母以正常航行速度行駛時所受阻力	3.6×108 N

(1)求每架艦載飛機對甲板的壓強．

(2)求航母所受的總重力和浮力的大�。�

(3)若航母以正常航行速度勻速從甲地開往乙地，行駛了540 km.求此過程中航母牽引力的功率．

(4)若其中一架艦載飛機起飛后，求航母排開海水的體積減少了多少？

Answer 1

解：(1)艦載飛機對甲板的壓力

F＝G₁＝m₁g＝5150 kg×10 N/kg＝5.15×10⁴ N

艦載飛機對甲板的壓強

p＝＝＝1.03×10⁵ Pa.

(2)航母總重力

G₂＝m₂g＝6×10⁷ kg×10 N/kg＝6×10⁸ N

漂浮時F_浮＝G₂＝6×10⁸ N.

(3)航母在勻速行駛，根據二力平衡可得

F_牽＝f＝3.6×10⁸ N

牽引力的功率

P＝F_牽v＝3.6×10⁸ N× m/s＝5.4×10⁹W.

(4)艦載飛機起飛前后，航母受到的浮力

F_浮＝ρ_液gV_排，F_浮1＝G₂－G₁＝ρ_液gV_排1

根據阿基米德原理可得：

ΔV＝V_排－V_排1＝－＝

＝＝5 m³.