常用机器人潜入水下打捞沉船上的物体,(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)某时候机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.03m3、密度为2.5×103kg/m3的实心物体静止不动,该力的大小是多少?
(2)若机器人在水下30m处将该物体匀速竖直向上运至水面需时间150s,物体竖直上升所需要的动力F与物体运动速度v的关系如题1 9图所示,求:
①物体上升的速度是多少?
②这个过程动力F对物体做了多少功?
解析:
(1)该物体的重力和浮力分别是:
G=mg=ρgV=2.5×103kg/m3×10N/kg×0.03m3
=750N
F浮=ρ液gV排=ρ液gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m3
=300N
其举力大小是:
F=G-F浮=750N-300N=450N
(2)①其上升的速度是:
v=
s
=
30m
=0.2m/s
t
150s
②由图可见,当速度v=0.2m/s时,所需的动力为F’=500N,故动力F做功为:
W=F’s=500N×30m=1.5×104J
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