在南极科学考察中使用的海洋破冰船,其发动机额定功率为1.2×104kW,航行于海面上时,它的排水体积为1800m3.破冰船针对不同的冰层采用不同的破冰方法,其中一种方法是:接触冰面前,船全速航行,船体大部分冲上冰面,就可以把冰压碎.已知ρ海水=1.0×103kg/m3.g取10N/kg.求:
陈子夫回答:
:(1)功率公式:P=Wt,功的计算公式:W=Fs,由速度公式v=st可得:s=vt,
将s=vt代入W=Fs中,可得W=F•vt,
再将W=Fvt代入P=Wt中,可得P=F•v;
(2)发动机额定功率为1.2×104kW=1.2×107W,破冰船的速度30km/h=30×13.6m/s=253m/s,破冰船前进的距离20km=2×104m,
由P=F•v可得:F=Pv,
则船的牵引力:F=Pv=1.2×107W253m/s=1.44×106N,
因为船是匀速运动的,所以f=F=1.44×106N,
船的牵引力所做的功:W=Fs=1.44×106N×2×104m=2.88×1010J;
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