Question

某潜水艇在水面下匀速下潜，潜艇质量和水舱中海水的质量之和为2.06X10^6kg，当其下潜到300m深度时，

海军战士用压缩空气把部分海水压出水舱，当6X10^4kg的海水被压出水舱后，潜艇漂浮在水面（海水密度为1.03X10³kg/m³）求（1）在海面下300m处海水对潜艇的压强多少？（2）当潜艇在水面时，它排开海水重量是多少？（3）潜艇浸没在海水中时受到的浮力是对少？排开海水的体积是多少？

Answer 1

解：（1）海水对潜艇的压强：
p=ρgh
=1.03×10^3kg/m^3×10N/kg×300m
=3.09×10^6Pa；
（2）当潜水艇漂浮在水面时它排开海水的重量：
G排=F浮=G=（G1-G2）=（m1-m2）g
=（2.06×10^6kg-6×10^4kg）×10N/kg
=2×10^7N；
（3）潜水艇在水面下匀速下潜时，
F′浮=G1=m1g
=2.06×10^6kg×10N/kg
=2.06×10^7N；
排开水的体积：
V排=F′浮?ρ水g=2.06×10^7N/(1.03×10^3kg/m^3×10N/kg)=2×10^3m3．
答：（1）在海面下300m处海水对潜艇的压强是3.09×10^6Pa；
（2）当潜水艇漂浮在水面时它排开海水的重量是2×10^7N；
（3）潜水艇浸没在海水中时受到的浮力是2.06×10^7N；
排开水的体积是2×10^3m^3．