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马航MH370失联牵动着中华儿女的心,目前找到黑匣子是破解失联之谜的关键.黑匣子是飞机专用的电子记录设备之一,名为航空飞行记录器.供飞行实验、事故分析之用.世界上大部分的空

题目详情
马航MH370失联牵动着中华儿女的心,目前找到黑匣子是破解失联之谜的关键.黑匣子是飞机专用的电子记录设备之一,名为航空飞行记录器.供飞行实验、事故分析之用.世界上大部分的空难原因都是通过黑匣子找出来的.黑匣子一般比较小,体积约为50×20×10cm3、质量为20kg、表面为橘红色的长方体.倘若370航班真不幸坠落于南印度洋海域,专家推测黑匣子可能掉进其6000m深的海沟,若黑匣子不负众望被发现并被匀速拉出水面(海水密度取ρ海水=1.0×103kg/m3).求:
(1)为使黑匣子掉入海沟不损坏,其下表面材料所能承受的压强至少多大;
(2)黑匣子在海水中匀速上升时所受拉力;
(3)将黑匣子拉出水面过程中拉力所做的功.
▼优质解答
答案和解析
已知:深度h=6000m,黑匣子的体积V=50×20×10cm3=10000cm3=0.01m3,质量m=20kg,海水密度取ρ海水=1.0×103kg/m3
求:(1)其下表面材料所承受的压强p=?
(2)黑匣子在海水中匀速上升时所受拉力F=?
(3)将黑匣子拉出水面过程中拉力所做的功W=?
(1)其下表面材料所承受的压强:
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×6000m=5.88×107Pa;
(2)黑匣子的重力:
G=mg=20kg×9.8N/kg=196N,
黑匣子在海水中排开水的体积:
V=V=0.01m3
黑匣子受的浮力:
F海水gV=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.01m3=98N,
黑匣子在海水中匀速上升时所受拉力:
F=G-F=196N-98N=98N;
(3)将黑匣子拉出水面过程中拉力所做的功:
W=Fh=98N×6000m=5.88×105J.
答:(1)其下表面材料所能承受的压强至少为5.88×107Pa;
(2)黑匣子在海水中匀速上升时所受拉力为98N;
(3)将黑匣子拉出水面过程中拉力所做的功为5.88×105J.
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