如图所示的新型小艇,由铺满船面的光伏太阳能电池板提供工作能源,依赖太阳能进行环球旅行.小艇上太阳能光电板面积约为500c
来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/04/28 13:22:29
如图所示的新型小艇,由铺满船面的光伏太阳能电池板提供工作能源,依赖太阳能进行环球旅行.小艇上太阳能光电板面积约为500cm2,在阳光的照射下,通过太阳能板可以获得100kW的功率.这种小艇有两个相同的引擎,仅需20kW的牵引功率就能驱动单引擎,使小艇以18km/h的速度匀速行驶.用40kW的牵引功率驱动双引擎,能使小艇匀速行驶的速度高达30km/h.这种小艇采用密度较小,硬度大的新型材料制造,自重仅为9×104N,满载的排水量为60t.
(1)求这种小艇满载漂浮在海面上时,受到的浮力F1和空载漂浮在海面上,排开海水的体积V2;
(海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(2)若引擎的电能转化为机械能的效率为80%,试求用20kW的电功率驱动单引擎时,小艇受到的阻力大小.
(1)求这种小艇满载漂浮在海面上时,受到的浮力F1和空载漂浮在海面上,排开海水的体积V2;
(海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(2)若引擎的电能转化为机械能的效率为80%,试求用20kW的电功率驱动单引擎时,小艇受到的阻力大小.
(1)船满载时的浮力F1=G排水=m排水g=6×104kg×10N/kg=6×105N;
因漂浮在海面上,小艇空载时受到的浮力就等于小艇的重力,因此,F空载=G=9×104N,
所以,V排=
F空载
ρ海水g=
9×104N
1.0×103kg/m3×10N/kg=9m3.
(2)P′=P电×80%=20kW×0.8%=16000W,
P′=
W
t=
Fs
t=Fv,且V=18km/h=5m/s
∴牵引力:
F=
P′
v=
16000W
5m/s=3200N,
∵小艇匀速行驶,
∴f=F=3200N.
答:(1)这种小艇满载漂浮在海面上时,受到的浮力F1为6×105N;空载漂浮在海面上,排开海水的体积V2为9m3;
(2)小艇受到的阻力大小3200N.
因漂浮在海面上,小艇空载时受到的浮力就等于小艇的重力,因此,F空载=G=9×104N,
所以,V排=
F空载
ρ海水g=
9×104N
1.0×103kg/m3×10N/kg=9m3.
(2)P′=P电×80%=20kW×0.8%=16000W,
P′=
W
t=
Fs
t=Fv,且V=18km/h=5m/s
∴牵引力:
F=
P′
v=
16000W
5m/s=3200N,
∵小艇匀速行驶,
∴f=F=3200N.
答:(1)这种小艇满载漂浮在海面上时,受到的浮力F1为6×105N;空载漂浮在海面上,排开海水的体积V2为9m3;
(2)小艇受到的阻力大小3200N.
如图所示的新型小艇,由铺满船面的光伏太阳能电池板提供工作能源,依赖太阳能进行环球旅行.小艇上太阳能光电板面积约为500c
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