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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2×10^5kg.某海域有一失事沉船,打捞人员需先用声呐(一种发声

  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?。
  

全部回答

2018-12-06

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    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.。

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