Question

有一种用于清理河道、港口泥砂的抽砂船．工作时，用高压水 枪喷射出的水柱将细砂冲起，再利用水泵将细砂抽取通过管 道输送到目的地，下面是某型号抽砂船的有关参数．（设湿砂的平均密度为2.0×10³ kg/m³，g取10N/kg）

（1）该抽砂船在非工作状态下，排开水的体积是多少？
（2）高压水枪水压为3×10⁷Pa，水枪喷嘴的面积为5× 10^-6 m²，若不考虑水从喷嘴喷出时横截面积的变化，高压水流产生的压力为多少？
（3）若某一次抽砂的高度是12m，抽砂船的工作效率为 80%，则抽砂船实际消耗的功率为多少？

Answer 1

解：
（1）由漂浮条件和阿基米德原理，ρ_水V_排g=G，则V_排= =10m³．
（2）F=pS=3×10⁷Pa×5×10^-6m²=150N.
（3）1小时抽砂的质量m_砂=ρ_砂V_砂=2×10³kg/m³×10³m³= 2×10⁶kg．
W_有=G_砂h=m_砂gh=2×10⁶kg×10N/kg×12m=2.4×10⁸J，W_总==3×10⁸J．
P_总==83 000W = 83kW.