抗洪抢险部队接到命令：在6h内从甲地调运65t钢材到乙地，现仅剩下一艘满载时排水量为80t的货船，船身质量约17t．（钢材的密度为7.9×103kg/m3，g=10N/kg）（1）轮船最多能承载货物质量为多少

Question

抗洪抢险部队接到命令：在6h内从甲地调运65t钢材到乙地，现仅剩下一艘满载时排水量为80t的货船，船身质量约17t．（钢材的密度为7.9×10³kg/m³，g=10N/kg）
（1）轮船最多能承载货物质量为多少？正常运完这些钢材需要几次？
（2）为使部队按时完成任务，利用你所学的物理知识，如何才能一次运走货物？

Answer 1

（1）轮船最多能承载货物质量：
m_载=m_排-m_船=80t-17t=53t，
需要运走钢材65t，则正常运完这些钢材需要2次；
（2）将钢材全部装进船内后超重△G=△mg=（65t+17t-80t）g=2×1000kg×10N/kg=2×10⁴N；
要使船只安全行驶，则需要将一部分钢材浸在水中，
这部分钢材受到的浮力F_浮=G_排=ρ_水gV_排=2×10⁴N；
浸入水中钢材的体积：
V_浸=V_排=(F浮)/(ρ水g)=(2×104N)/(1×103kg/m3×10N/kg)=2m³；
浸入水中钢材的质量：
m_浸=ρ_钢材V_浸=7.9×10³kg/m³×2m³=1.58×10⁴kg=15.8t；
方案：将15.8t钢材搁在船外（注意船平衡），浸在水中拖行．
答：（1）轮船最多能承载货物质量为53t，正常运完这些钢材需要2次；
（2）为使部队按时完成任务，将15.8t钢材搁在船外（注意船平衡），浸在水中拖行．