【题目】在体育运动竞赛中,帆板是帆船运动中一个级别的比赛,是一项新兴的体育运动,可实际上是一个独立的体育项目.如图所示,某种帆板由板体、帆杆、面积为6m2的三角帆和带有万向节的桅杆组成,没有舵和坐舱,全部质量仅为20kg,依靠风力在湖面上行驶.g取10N/kg,求:
(1)体重为50kg的运动员登上帆板时,帆板排开水的体积是多少?
(2)查相关资料可知,当湖面风速为8m/s时,风压为40Pa,此时风对三角帆的最大推力是多大?
(3)下表给出了在不同风速下,风能强度值(即每秒时间内,每平方米的面积上获得的能量).经测算,当风速为10m/s时,帆板受到风的推力是280N,并且以6m/s的速度在湖面上匀速行驶,求帆板的风能利用率.
平均风速(m/s) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
风能强度[×102J/(m2·s)] | 4 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24 |