一密度为ρ水=0.6×10³kg/m³的长方形木块,长a=0.4m,宽b=0.2m,高=0.1m。
若使用挖空的方法,把这个木块做成一只船,使它能装2.9kg的沙子而不至于沉没,木块上被挖去的那部分体积至少应该有多大?
一密度为ρ水=0.6×10³kg/m³的长方形木块,长a=0.4m,宽b=0.2m,高=0.1m。
若使用挖空的方法,把这个木块做成一只船,使它能装2.9kg的沙子而不至于沉没,木块上被挖去的那部分体积至少应该有多大?
木块挖去一部分体积V"后,船在水中漂浮。受到的最大浮力等于船重加上沙重。
即F浮=G船+G沙=p木gV船+M沙g=p木g(V木-V")+M沙g。
又,F浮=G排=p液gV木。
所以有:p液gV木=p木g(V木-V")+M沙g。
整理得:V"=(p木V木-p液V木+M)/p木=[(p木-p液)abh+M]/p木
=[(0.6-1.0)*10^3*0.4*0.2*0.1+2.9]/0.6*10^3=-0.3/0.6*10^3=-0.5*10^-3立米=-0.5立方分米。
确实,上面的二位楼主说的对。确实是题里的量给错了。
你看我的计算结果,挖去的体积是负值。也就是说,不用挖,直接把沙放在木上,还绰绰有余呢。
大家的方法都对。只要你明白了方法就可以了。
木船的排水量最大为木块的体积:v=a*b*c=8*10^(-3) 立方米
即水对木船的最大浮力为排水的重量:F浮=p水*v*g=10^(-3)*8*10^-3*10=80 (N)
木块跟沙子的总重量为:G=(v*p木+m沙)*g= [8*10^(-3)*0.6*10^3+2.9]*10=[4.8+2.9]*10=77(N)
即 最大浮力 F浮>木块跟沙子的总重量
即木块不被挖去放上啥子也不会沉。
最大V排=V=0.4m×0.2m×0.1m=0.008m^3
木头原质量m木=ρ木V=600Kg/m^3×0.008m^3=4.8Kg
漂浮时浮力等于重力
F浮=ρ水V排g=m总g
m总=ρ水V排=1000Kg/m^3×0.008m^3=8Kg
剩下的木头质量m木'=m总-m沙=8Kg-2.9Kg=5.1Kg>4.8Kg
说明只要将沙子直接放在木块表面,就不会下沉,根本不用挖,题目的数据是不是错了?