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北宋年间,黄河上曾架着一座浮桥,浮桥两端用铁索拴在两岸的铁牛上,后因河水暴涨,把铁牛冲到河中间.为了打捞铁牛,有个名叫怀丙的和尚让人们用两艘大船装满泥沙,开到铁牛沉没
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更新时间:2024-04-26
问题描述:

北宋年间,黄河上曾架着一座浮桥,浮桥两端用铁索拴在两岸的铁牛上,后因河水暴涨,把铁牛冲到河中间.为了打捞铁牛,有个名叫怀丙的和尚让人们用两艘大船装满泥沙,开到铁牛沉没的地方,把一根粗大的木头横架在两船上,用铁索将铁牛拴到横木上,然后卸掉船里的泥沙,随着船逐渐上浮,铁牛在河底淤泥中被拉了出来.假设铁牛重为G1,卸掉的泥沙重为G2,铁的密度为ρ铁,水的密度为ρ水,卸泥沙前铁索上的拉力为零,铁索重及体积不计,问

(1)泥沙完全卸掉后铁索对铁牛的拉力是多大?

(2)装满泥沙时与泥沙完全卸掉后,两船所受总浮力变化了多少?

刘瑞峰回答:
  (1)铁牛在水中静止,共受三个力作用:自身重力G1、铁索对铁牛的拉力F(竖直向上)、水对铁牛的浮力F浮,三力平衡,则G1=F+F浮,所以拉力:   F=G1-F浮=G1-ρ水gV铁=G1-ρ水gm
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