Question

【題目】2019年3月10日，一架從埃塞俄比亞首都飛往肯尼亞首都的客機失事，機上載有157人，無人生還，其中包括8名中國人，目前失事客機的黑匣子已經找到。據了解該黑厘子質量30kg，是一個長0.5m，寬0．lm，高0.2m的長方體，現沉在距海面30m的海底（黑匣子未與海底緊密接觸），搜救人員將其勻速托出海面后依然完好，為破解事故真相提供了最有力的證據。根據以上信息請計算（ρ海水近似取1.0×103kg/m3）

（1）黑匣子在海底時下表面受海水的壓強是多少？

（2）黑厘子在海水中浸沒時受到的浮力是多大？

（3）搜救人員在海水中托起黑匣子上升到海平面做了多少功？

Answer 1

【答案】（1）3×105Pa；（2）100N；（3）6000J；

【解析】

(1)黑匣子在海底受到海水的壓強：p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×30m＝3×105Pa，

(2)黑匣子浸沒海水中排開海水的體積：V＝0.5m×0.1m×0.2m＝0.01m3，黑匣子在海水中受到的浮力：F浮＝ρgV＝1×103kg/m3×10N/kg×0.01m3＝100N；

(3)潛水員勻速托起此黑匣子時，黑匣子受到的豎直向上的托力和浮力與豎直向下的重力是平衡力，則F托力＝G﹣F浮＝mg﹣F＝30kg×10N/kg﹣100N＝200N。搜救人員在海水中托起黑匣子上升到上表面海平面做的功：W＝F托力s＝200N×30m＝6000J。