据最新消息，马航失联飞机MH370很有可能坠入南印度洋4500米深的海底，如果我国派“蛟龙号”载人潜水器执行打捞任务，则可能涉及到下列技术数据．（海水密度近似取ρ=1.0×103kg/m3，g=10N/kg

Question

据最新消息，马航失联飞机MH370很有可能坠入南印度洋4500米深的海底，如果我国派“蛟龙号”载人潜水器执行打捞任务，则可能涉及到下列技术数据．（海水密度近似取ρ=1.0×10³kg/m³，g=10N/kg）
求：

（1）如果“蛟龙号”下潜到4.5km的海底用时3h，“蛟龙号”下潜时的平均速度是多少km/h？
（2）“蛟龙号”下潜到4.5×10³m深的海底世界时，海水对“蛟龙号”外壳的压强是多大？潜水器的一个摄像观察玻璃窗口的面积约为2.0×10^-2m²，则海水对该观察玻璃窗口的压力是多大？
（3）若匀速下潜的“蛟龙号”潜水器总质量为3.0×10⁴kg，当它从水面下潜到4.5×10³m深处，“蛟龙号”潜水器所受重力做的功是多少？

Answer 1

（1）下潜平均速度
υ=(s)/(t)=(4.5km)/(3h)=1.5km/h；
（2）海水对“蛟龙号”外壳的压强为：p=ρgh=1000kg/m³×10N/kg×4.5×10³m=4.5×10⁷Pa．
由p=(F)/(S)得，海水对该观察玻璃窗口的压力为F=pS=4.5×10⁷Pa×2.0×10^-2m²=9×10⁵N．
（3）G=mg=3.0×10⁴kg×10N/kg=3.0×10⁵N，
潜水器重力做的功：
W=Gh=3.0×10⁵N×4.5×10³m=1.35×10⁹J．
答：
（1）“蛟龙号”下潜时的平均速度是1.5km/h；
（2）海水对“蛟龙号”外壳的压强是4.5×10⁷Pa；海水对该观察玻璃窗口的压力是9×10⁵N；
（3）“蛟龙号”潜水器所受重力做的功是1.35×10⁹J．