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海洋打捞技术中常用浮筒

2024-12-11 18:42:10

海洋打捞技术中,浮筒是常用的工具,用于打捞海底沉船。浮筒通常是钢制的空心圆柱体,其外径等于圆柱侧面直径,高度为L,且质量为2×10^5kg。当浮筒充满海水时,它会因自重而下沉。通过向沉入水中的浮筒内充气,可以排出浮筒内的海水,从而产生足够的上举力来打捞物体。在实际应用中,打捞人员会使用声呐来探测沉船的深度。假设声波从发出到接收到反射波的时间为0.1秒,海水中的声速为1500米/秒,那么沉船距离海平面的距离可以通过声波的路程计算得出,即声波的路程等于声速乘以时间。为了计算给浮筒充气的最小气体压强,我们需要知道海水中的声速、海水的密度、重力加速度以及沉船的深度。根据题目给出的数据,我们可以计算出声波的路程为150米,因此沉船距离海平面的深度为75米。给浮筒充气的气体压强至少应等于海水中的压强加上由于沉船深度产生的压强。海水的压强可以通过海水的密度、重力加速度和深度计算得出。将题目中给出的数据代入公式,我们可以得到给浮筒充气的气体压强至少应为8.725×10^5帕斯卡。接下来,我们需要计算打捞沉船所需的力。题目中提到,大约需要4×10^7牛顿的力才能将沉船打捞起来。每个浮筒的体积可以通过底面积乘以高度计算得出,然后根据阿基米德原理,浮筒受到的浮力等于排出的液体的重量,即海水的密度乘以浮筒体积乘以重力加速度。每个浮筒的重力等于其质量乘以重力加速度。因此,每个浮筒能提供的向上的拉力等于浮力减去重力。为了达到所需的4×10^7牛顿的力,我们需要计算浮筒能提供的向上的拉力的倍数。将所需的力除以每个浮筒能提供的向上的拉力,我们可以得到所需的浮筒数量。根据题目中给出的数据,我们计算出至少需要6个浮筒才能把沉船打捞起来。综上所述,给浮筒充气的气体压强至少应为8.725×10^5帕斯卡,而若要用浮筒打捞沉船,至少需要6个这样的浮筒。