如图,用滑轮组从H=10米深的水中匀速提起底面积为0.04米2、高2米的实心圆柱体,该物体的密度是2.5×103千克/米3.现在动滑轮挂钩用钢丝绳与该物体相连,已知绕在滑轮上的绳子能承受的最大拉力F为700牛.
(1)求该物体露出水面前所受的浮力.
(2)若不计摩擦、绳和动滑轮重,绳子被拉断时,物体留在水中的体积为多少立方米?
(3)若考虑摩擦、绳和动滑轮重,该装置的机械效率为90%,将物体匀速提升至露出水面前,拉力F做的功为多少焦?(g=10牛/千克)
解:(1)该物体露出水面前,排开水的体积:
V排=V=Sh=0.04m2×2m=0.08m3,
所受的浮力:
F浮=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m3=800N;
(2)由ρ=