南极考察团实验破冰船进行破冰，针对不同的冰层采用不同的破冰方法，其中有一种方法是：接触冰层后全速前进，船体大部分冲上冰面，就可以把冰压碎．（1）当破冰船行驶在海面上，它

Question

南极考察团实验破冰船进行破冰，针对不同的冰层采用不同的破冰方法，其中有一种方法是：接触冰层后全速前进，船体大部分冲上冰面，就可以把冰压碎．
（1）当破冰船行驶在海面上，它的排水体积是1500m³，求破冰船自重．
（2）当破冰船冲到冰面上后，它的排水体积变成原来的(1)/(3)，船与冰层的接触面积是5m²，此时破冰船对冰层的压强？

Answer 1

破冰船行驶在海面上处于漂浮状态，根据阿基米德原理，
破冰船的重力G=F_浮=ρ_水gV_排=1.0×l0³kg/m³×10N/kg×1500m³=1.5×10⁷N；
（2）破冰船冲到冰面上后受到的浮力：
F_浮1=ρ_水gV_排1=1.0×l0³kg/m³×10N/kg×1500m³×(1)/(3)=5×10⁶N，
破冰船对冰的压力F=G-F_浮1=1.5×10⁷N-5×10⁶N=1×10⁷N，
破冰船对冰的压强：
p=(F)/(S)=(1×107N)/(5m2)=2×10⁶Pa．
答：（1）船自身的重力为1.5×10⁷N；
（2）当破冰船冲到冰面上后，破冰船对冰层的压强是2×10⁶Pa．