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【Argo浮标广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域,浮标结构如图所示,坚硬壳体外下方装有可伸缩油囊,当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时,油囊排开水的体积等于注入油的体积,】
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问题描述:

Argo浮标广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域,浮标结构如图所示,坚硬壳体外下方装有可伸缩油囊,当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时,油囊排开水的体积等于注入油的体积,当油囊中的油全部被抽回壳内时,油囊体积忽略不计,已知浮标总质量为55千克,其中含油20千克,浮标壳体体积0.04米2,油的密度为0.8×103千克/米3,海水密度取1.0×103千克/米3.g取10牛/千克.

(1)该浮标下沉20米,浮标总重力做功多少焦?

(2)液压式柱塞泵将壳体中的油全部注入油囊时,浮标最终露出水面的体积为多少米3?

邵姚定回答:
  (1)已知浮标总质量m=55kg,   浮标总重力:G=mg=55kg×10N/kg=550N;   该浮标下沉20米,浮标总重力做功:W=Gh=550N×20m=1.1×104J;   (2)浮标最终处于漂浮状态,所以F浮=G总=550N,   由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得,整个浮标排开水的体积:   V排总=F
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