Question

随着我国经济的不断增长，国防力量也在加强，我国第一艘航空母舰“辽宁号”已正式交接．根据某航母的主要参数值列式计算：(g＝10 N/kg，ρ_海水＝1.03×10³ kg/m³)

主要参数值
航母总质量(包括舰载飞机)	6×107 kg
每架舰载飞机的质量	5150 kg
每架舰载飞机与甲板的总接触面积	5000 cm2
航母正常航行速度	54 km/h
航母以正常航行速度行驶时所受阻力	3.6×108 N

(1)求每架舰载飞机对甲板的压强．

(2)求航母所受的总重力和浮力的大小．

(3)若航母以正常航行速度匀速从甲地开往乙地，行驶了540 km.求此过程中航母牵引力的功率．

(4)若其中一架舰载飞机起飞后，求航母排开海水的体积减少了多少？

Answer 1

解：(1)舰载飞机对甲板的压力

F＝G₁＝m₁g＝5150 kg×10 N/kg＝5.15×10⁴ N

舰载飞机对甲板的压强

p＝＝＝1.03×10⁵ Pa.

(2)航母总重力

G₂＝m₂g＝6×10⁷ kg×10 N/kg＝6×10⁸ N

漂浮时F_浮＝G₂＝6×10⁸ N.

(3)航母在匀速行驶，根据二力平衡可得

F_牵＝f＝3.6×10⁸ N

牵引力的功率

P＝F_牵v＝3.6×10⁸ N× m/s＝5.4×10⁹W.

(4)舰载飞机起飞前后，航母受到的浮力

F_浮＝ρ_液gV_排，F_浮1＝G₂－G₁＝ρ_液gV_排1

根据阿基米德原理可得：

ΔV＝V_排－V_排1＝－＝

＝＝5 m³.