建設(shè)中的港珠澳大橋由橋梁和海底隧道組成,隧道由一節(jié)一節(jié)用鋼筋混凝土做成的空心沉管連接而成,如圖所示,建造隧道時(shí),先將沉管兩端密封,如同一個(gè)巨大的長(zhǎng)方體空心箱子,然后讓其漂浮在海面上,再用船將密封沉管拖到預(yù)定海面上,向其內(nèi)部灌水使之沉入海底。
設(shè)某一節(jié)密封的長(zhǎng)方體沉管的長(zhǎng)、寬、高分別是180m,35m,10m,總質(zhì)量為6×10
7kg.(海水的密度取1.0×10
3kg/m
3,g取10N/kg)
(1)漂浮在海面上的密封沉管,在灌水前受到的浮力F
浮=
6×108
6×108
N。
(2)在對(duì)密封沉管灌水使其下沉過(guò)程中,其下表面受到海水的壓強(qiáng)大小將
變大
變大
,當(dāng)密封沉管上表面剛好水平浸沒(méi)在海水中時(shí),注入的海水至少為
3×106
3×106
kg,此時(shí)其下表面受到海水的壓力等于
6.3×108
6.3×108
N。
(3)當(dāng)密封沉管灌水下沉到海底后,將其下半部分埋入海底的泥沙中,再將灌入其中的海水全部抽出,此時(shí)空心密封沉管不會(huì)再上浮,請(qǐng)用浮力的知識(shí)來(lái)解釋其原因。答:
下表面不受海水的壓力,根據(jù)浮力的產(chǎn)生原因,沉管不再受海水的浮力
下表面不受海水的壓力,根據(jù)浮力的產(chǎn)生原因,沉管不再受海水的浮力
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