海洋打捞技术中常用浮筒打捞海底沉船.充满海水的浮筒靠自重下沉,向沉入水中的浮筒内充气,将浮筒内海水排出,浮筒即产生上举力.浮筒为钢制的空心圆柱体,其圆柱面的外径=5m

发布时间:2020-08-05 16:21:06

海洋打捞技术中常用浮筒打捞海底沉船.充满海水的浮筒靠自重下沉,向沉入水中的浮筒内充气,将浮筒内海水排出,浮筒即产生上举力.浮筒为钢制的空心圆柱体,其圆柱面的外径=5m,圆柱体高度L=12m,空心圆柱体的体积等于底面积乘以高,其质量为2×105kg.某海域有一失事沉船,打捞人员需先用声呐(一种发声波的仪器)探测沉船的深度,在沉船正上方的海面上方向沉船发射声波,测得声波从发出至接收到反射波的时间是0.1S,海水中的声速为1500m/s,海面大气压强P0=1.0×105Pa,海水的密度是ρ=1.03×103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)给浮筒充气的气体压强至少应是多大?
(2)经过海下勘测,通过计算机模拟运算可知,大约需4×107N的力才能将沉船打捞起来,若用浮筒打捞,至少需要多少这样的浮筒?

网友回答

解:(1)∵v=,
∴声波的路程:
s=vt=1500m/s×0.1s=150m,
沉船距海平面的距离:
h===75m,
给浮筒充气的气体压强至少为:
P=P0+ρ海水gh=1.0×105Pa+1.03×103kg/m3×10N/kg×75m=8.725×105Pa;
(2)每个浮筒的体积:
V=πr2L=3.14×(5m)2×12m=942m3,
每个浮筒受到的浮力:
F浮=ρ海水gV排=1.03×103km/m3×10N/kg×942m3≈9.7×106N,
每个浮筒的重力:
G=mg=2×105kg×10N/kg=2×106N,
每个浮筒能提供的向上的拉力:
F拉=F浮-G=9.7×106N-2×106N=7.7×106N,
可见需要F=4×107N的力才能将沉船打捞起来,F与F拉的倍数:
n==≈5.2,
则最少需要6个浮筒才能把沉船打捞起来.
答:(1)给浮筒充气的气体压强至少应是8.725×105Pa.
(2)若用浮筒打捞,至少需要6个这样的浮筒.
解析分析:(1)声波的速度是沉船到海面距离的两倍,由速度公式的变形公式求出沉船距海面的距离,然后由液体压强公式求出给浮筒充气的压强.
(2)已知打捞沉船需要的拉力,求出每个浮筒的浮力,再求出每个浮筒产生的向上的拉力,最后求出需要浮筒的个数.

点评:本题考查了求压强、求打捞沉船时需要浮筒的个数问题,难度较大,灵活应用速度公式的变形公式、液体压强公式、浮力公式是正确解题的关键.
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