如图所示是蒙华铁路荆州段长江大桥施工现场,工程师用起吊装置在江中起吊工件. 己知工件重4000N,每个滑轮重500N,声音在水中的传播速度是1500m/s.在水面上用超声测位仪向江底的工件垂直发射超声波,经过0.02s后收到回波.(不计绳重和摩擦,g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求工件在水下的深度;
(2)不计工件的高度,求水对工件产生的压强;
(4)当工件在水面下匀速上升时,绳子自由端的拉力为500N,求工件的体积;
(4)不计动滑轮体积,求工件在水下匀速上升时滑轮组的机械效率(结果在小数点后保留一位数字).
解:(1)h=vt=×1500m/s×0.02s=15m (2分)
(2)P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×15m=1.5×105Pa (2分)
(3) 不计绳重及摩擦,F拉=
F浮=G物+G轮-nF拉=4000N+500N-3×500N=3000N
F浮= ρ水gV排 V排= (2分)
(5)工件在水中匀速上升时,η= (2分)