Question

中國第一艘航母﹣﹣“遼寧艦”已于2012年10月正式服役，其最大吃水深度為10.5m（指最底部到水面的豎直距離），排水量達6.7×10⁴t，艦載機50余架，它將為保護我國領土領海發揮重要的作用．（取ρ海水=1.0×10³kg/m³，g=10N/kg）

（1）每次戰機從甲板起降前，機組成員要對甲板進行地毯式排查．已知飛行甲板長300m，排查時人的行走速度約為1.5m/s，則船員從船頭到船尾進行一次排查需要多長時間？
（2）當“遼寧艦”達到最大吃水深度時，其底部受到海水的壓強為多大？
（3）當一架質量為20t的艦載機起飛后，航母排開海水的體積減小了多少？

Answer 1

（1）船員從船頭到船尾進行一次排查需要的時間t==200s；
（2）其底部受到海水的壓強p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×10.5m=1.05×10⁵Pa；
（3）∵F_浮=G_艦載機=ρ_海水gV_排，
∴排開海水體積減小量：△V_排===20m³．
答：（1）則船員從船頭到船尾進行一次排查需要200s長時間．
（2）此時航母底部受到海水的壓強為1.05×10⁵Pa；
（3）航母排開海水的體積減小了20m³．

（1）欲求時間，已知路程與速度的大小，可直接利用速度的計算公式求出；（2）海水的壓強可利用液體壓強公式直接求出；（3）艦載機起飛后，航母受到的浮力就會減小，排開的液體的體積也會減少，故排開液體體積的減少量可通過阿基米德原理進行計算得出。