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2.6×103
偏小
浸入盐水
​$\frac {h}{h_{1}}ρ_{水}$​
解:​$(1)$​水舱未充海水时,因潜艇漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以,由​$F_{浮}=G=5.5×10^3×10^3\ \mathrm {kg}×10\ \mathrm {N/kg}=5.5×10^7\ \mathrm {N},$​
潜水艇的水舱最多注入海水的重力​$G_{水},$​则潜水艇悬浮时​$F_{浮}'=G+\frac {1}{2}G_{水},$​
潜水艇沉底时​$F_{浮}'=G+G_{水}-F_{支},$​
潜水艇悬浮和沉底时的浮力相同,即​$G+\frac {1}{2}G_{水}=G+G_{水}-F_{支},$​
所以​$G_{水}=2F_{支}=2×1.1×10^7\ \mathrm {N}=2.2×10^7\ \mathrm {N};$​
潜水艇的水舱最多可以注的海水质量为:
​$m_{水}=\frac {G_{水}}{g}=\frac {2.2×10^7\ \mathrm {N}}{10\ \mathrm {N/kg}}=2.2×10^6\ \mathrm {kg};$​
潜水艇的水舱最多可以注的海水的体积为:
​$V_{水}=\frac {m_{水}}{ρ_{海水}}=\frac {2.2×10^6\ \mathrm {kg}}{1.1×10^3\ \mathrm {kg/m^3}}=2000\ \mathrm {m^3};$​
​$(2)$​潜水艇悬浮时:​$F_{浮}'=G+\frac {1}{2}G_{水}=5.5×10^7\ \mathrm {N}+\frac {1}{2}×2.2×10^7\ \mathrm {N}=6.6×10^7\ \mathrm {N};$​
由​$F_{浮}=ρgV_{排}$​得潜水艇的总体积是:
​$V_{总}=\frac {F_{浮}'}{ρ_{海水}\ \mathrm {g}}=\frac {6.6×10^7\ \mathrm {N}}{1.1×10^3\ \mathrm {kg/m^3}×10\ \mathrm {N/kg}}=6000\ \mathrm {m^3};$​
​$(3)$​空仓漂浮时,潜水艇排开海水的体积是:
​$V_{排}=\frac {F_{浮}}{ρ_{海水}\ \mathrm {g}}=\frac {5.5×10^7\ \mathrm {N}}{1.1×10^3\ \mathrm {kg/m^3}×10\ \mathrm {N/kg}}=5000\ \mathrm {m^3},$​
潜水艇露出海面的体积为:
​$V_{露}=V_{总}-V_{排}=6000\ \mathrm {m^3}-5000\ \mathrm {m^3}=1000\ \mathrm {m^3}.$