2000年8月12日.在巴伦支海参加 军事演习的俄罗斯北方舰队“库尔斯克”号核潜艇(图)意外沉没,所有舱室都灌满了海水,艇上118名官兵全部遇难.引起了国际社会的普遍关注. 已知“库尔斯克”号核潜艇的质量m=1.4×10
7kg,海水密度近似取作ρ
水=1.0×10
3kg/m
3.制造潜艇的材料的平均密度取作ρ
船=7.0×10
3kg/m
3.g取10N/kg.请回答:
(1)核裂变和核聚变是大量获得核能的两种途径,核潜艇中反应堆的核能是通过哪种选径获得的?
(2)为了精确地探测到潜艇沉没的位置,在潜艇正上方海面向下发出超声波,从发出信号至接收到由潜艇反射回来的信号经历的时间t=0.146s,如果超声波在海水中的传播速度v=1450m/s,则潜艇沉没的实际深度h约为多大?(计算结果取整数)
(3)有人提出一种打捞“库尔斯克”号的方案,就是在潜艇周围缠满可充气的负载量大的浮力袋,若每只浮力袋的质量为50kg,充气后的体积V
0=10m
3,试估算要将“库尔斯克”号核潜艇打捞起来,至少需用多少只浮力袋?
(1)核潜艇的能量来源于铀原子核裂变时放出的核能.
故答案为:核裂变和核聚变是大量获得核能的两种途径,核潜艇反应堆的核能是通过核裂变途径获得的.
(2)超声波通过的路程为:s=vt=1450m/s×0.146s=212m
s=
×212m=106m
∴潜艇沉没的实际深度h=s=106m
答:潜艇沉没的实际深度h为106m.
(3)设至少需要N个浮力袋才能把潜艇拉离海底.
潜艇受到重力、浮力和浮力袋的拉力,要使潜艇浮起,潜艇受到的浮力和浮力袋的拉力之和必大于潜艇受到的重力(浮力袋的质量与潜艇的质量相比可忽略)
潜艇受到的浮力 F
浮1=ρ
水gV
排m=
潜艇受到的浮力袋的拉力可近似为
F
浮2=ρ
水gNV
0为了使潜艇能上浮,至少应满足:F
浮1+F
浮2=mg
即
+ρ
水gNV
0=mg,
解得:N=1.2×10
3只.
答:(1)核裂变.
(2)106m.
(3)1.2×10
3只.