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目前世界上最先进的核潜艇是美国“海狼”级核潜艇,其中有一艘“吉米•卡特”号核潜艇如图甲所示,其部分性能参数如表所示,试求:舰号吉米•卡特(SSN23)水下最大航速38
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目前世界上最先进的核潜艇是美国“海狼”级核潜艇,其中有一艘“吉米•卡特”号核潜艇如图甲所示,其部分性能参数如表所示,试求:
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(1)“吉米•卡特”号核潜艇在水面航行时受到多大浮力?
(2)它下潜到最大深度时,艇外每平方分米面积上的压力有多大?(此处海水密度近似取为水的密度)
(3)该核潜艇在水下匀速航行时,所受阻力与速度的关系如图乙所示,当它在水下巡航时,其动力功率应为多少?(1节≈0.5m/s)
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舰 号 | 吉米•卡特(SSN23) | 水下最大航速 | 38节 |
水下排水量 | 9124t | 水下巡航速度 | 20节 |
水面排水量 | 8060t | 最 大 潜 深 | 610m |
艇 长 | 107.6m | 核 反 应 堆 | 1座S6W型压水堆 |
艇 宽 | 12.9m | 发动机最大功率 | 33.57兆瓦 |
(2)它下潜到最大深度时,艇外每平方分米面积上的压力有多大?(此处海水密度近似取为水的密度)
(3)该核潜艇在水下匀速航行时,所受阻力与速度的关系如图乙所示,当它在水下巡航时,其动力功率应为多少?(1节≈0.5m/s)
▼优质解答
答案和解析
(1)在水面上航行受到的浮力:F浮=G排=m排g=8060×103 kg×10N/kg=8.06×107N
(2)当下潜到最大深度时每平方分米上受到的压力为:
F=pS=ρ海水ghS=1×103kg/m3×10N/kg×610×10-2m2=6.1×104N
(3)根据二力平衡可知,动力F与阻力f相等,即它在水下航行速度为20节时,由图象可知:F=f=30×104N,
因此动力的功率为P=Fv=30×104N×20×0.5m/s=3×106W.
答:(1)“吉米•卡特”号核潜艇在水面航行时受到8.06×107N的浮力;
(2)艇外每平方分米面积上的压力为6.1×104N;
(3)当它在水下巡航时,其动力功率为3×106W.
(1)在水面上航行受到的浮力:F浮=G排=m排g=8060×103 kg×10N/kg=8.06×107N
(2)当下潜到最大深度时每平方分米上受到的压力为:
F=pS=ρ海水ghS=1×103kg/m3×10N/kg×610×10-2m2=6.1×104N
(3)根据二力平衡可知,动力F与阻力f相等,即它在水下航行速度为20节时,由图象可知:F=f=30×104N,
因此动力的功率为P=Fv=30×104N×20×0.5m/s=3×106W.
答:(1)“吉米•卡特”号核潜艇在水面航行时受到8.06×107N的浮力;
(2)艇外每平方分米面积上的压力为6.1×104N;
(3)当它在水下巡航时,其动力功率为3×106W.
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