作者yahsien (小乙)
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标题Re: [问题] 一个理化问题
时间Sun Feb 8 21:37:03 2009
※ 引述《eazie (Eazie Huang)》之铭言:
: 一艘邮轮在海上,底部破了大洞
: 水慢慢进入邮轮,使邮轮慢慢下沉
: 请问在船慢慢下沉的过程中,所受浮力有何变化?(假设邮轮未完全沉入海中)
: 答案是逐渐变大
: 请各位高手解释一下...
: 感恩:)
我也觉得答案是逐渐变大,因为题目问的是下沉的过程,
我们慢慢的解释沉船的原理,解答在倒数第二段!
(临时解释可能会写得不清楚,错了请在推文跟我说,我再修改文章)
在下沉之前,邮轮在水面上,是力平衡的状态,所以重力等於海水的浮力
因为浮力=船所排开的海水体积x海水的密度
假设船重 M 公吨,重力就是 Mg ,那浮力也是 Mg
现在破了一个洞,海水就渗进船里面,在要沉下去之前的瞬间
船的重量会变成 M + AxD (A是渗进来的海水体积,D是海水密度,重量=体积x密度)
那个瞬间 船的重力(M+AxD)g>Mg 海水的浮力,破坏力平衡,所以船下沉了
下沉之後的浮力依旧用 浮力=船所排开的海水体积x海水的密度 来计算
但是因为这时候在水中的体积只剩下「壳」
示意图:
◥◣________◢◤ 假设蓝色是海水
◥◣ 空气的体积 ◢◤ 此时船排开的体积假设为V1+V2
◥◣ V1 ◢◤ V1是空气体积,V2是船壳的体积
◥████◤
水淹进来後
◥◣ ◢◤ 船在海水中所排开的体积,已经不包含V1
◥◣ ◢◤ 只剩下船壳的V2了
◥◣ ◢◤ 所以船进水後的浮力<进水前的浮力
◥████◤
V2 x D<(V1+V2)x D (D是海水密度)
所以浮力和重力的的变化从
平衡的时候 (V1+V2)x D = Mg 原本没沉船时的状态
进水的瞬间 V2 x D < (M+AxD)g 浮力比船进水後的重量小,所以船开始沉
既然已经确定开始沉船了,那我们就可以讨论「慢慢下沉的过程」
在船慢慢下沉的过程中,会因为沉到海水的船壳体积愈来愈多
所以浮力会愈来愈大!!(V2由少变多由小变大)
以前我问老师为什麽有的船用金属做,金属密度大,那麽大艘还不沉
(我是指船还没沉之前)
老师说:船的体积大,但是甲板下绝大部分是空气,通常 V1>V2
也许V1远大於V2,(V1+V2)x D 远大於 V2 x D,浮力突然变很小
所以船破了,下沉的速度是很快的!
我个人觉得跳船所减轻的重力应该没啥帮助啦......
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你可以拥有根,然後同时拥有翅膀。
《Sweet Home Alabama》
※ 编辑: yahsien 来自: 61.225.197.125 (02/08 21:44)
1F:推 pop88pop88:看了好几次 我终於注意到那句很关键的话了 02/08 22:02
2F:→ pop88pop88:这句:"在船慢慢下沉的过程中,所受浮力有何变化?" 02/08 22:03
3F:→ pop88pop88:船越沉越下去所以在水里的体积就一直增加 浮力也增加 02/08 22:04
4F:→ pop88pop88:根本不需要去考虑船没破洞的时候 (想通後真开心) 02/08 22:05
5F:推 Hevak:好文帮推 02/08 22:14
6F:推 rusheavn:沉船的题目还满常见的@@! 推一个 02/08 22:18
7F:推 eazie:感谢费心详解:)! 02/08 22:50