Question

潜水艇的体积为100m³，质量为6×10⁴kg．如果使它悬浮在海中某处，它的上表面距海面20m，已知海水的密度为1.03×10³kg/m³，g取10N/kg．求：
（1）它上表面受到海水的压强大小．
（2）此时水舱中充入海水的质量．

Answer

（1）潜水艇悬浮在水中，且上表面距离海面20m，根据液体压强的计算公式：P=ρgh得出上表面所受海水的压强；
（2）潜水艇悬浮在水中，说明它所受的浮力等于潜水艇的重力，其中重力包括潜水艇本身的重力和充入海水的重力．
【解析】
（1）潜水艇悬浮在水中，且上表面距离海面20m，根据液体压强的计算公式：P=ρgh=1.03×103kg/m3×20m×10N/kg=2.06×105Pa．
（2）潜水艇悬浮在水中，故F浮=G物；
因为潜水艇浸没在水中，排开海水的体积等于潜水艇的体积，所以F浮=ρ液V物g=1.03×103kg/m3×100m3×10N/kg=1.03×106N；
潜水艇的重力：
G潜水艇=m潜水艇g=6×104kg×10N/kg=6×105N
G物=G潜水艇+G水，
所以G水=G物-G潜水艇=1.03×106N-6×105N=0.43×106N．
所以潜水艇中充入水的质量为：m水===4.3×104kg．
答：（1）上表面受到海水的压强2.06×105Pa；（2）水舱中充入海水的质量为4.3×104kg．