Question

下圖是八浮子（編號(hào)為1-8）波浪發(fā)電機(jī)的俯視圖。當(dāng)浮子隨著海面波浪向上浮動(dòng)時(shí)，會(huì)通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。已知每個(gè)浮子的重力為20N，體積為0.016m³，若它在水中上浮帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，露出水面的體積為0.004m³，則：

（1）每個(gè)浮子上浮帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，受到的浮力是多少牛？

（2）當(dāng)海浪的波高為3m、起伏周期為6s時(shí)，假設(shè)浮子沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，平均每秒每個(gè)浮子帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)勻速上浮的高度為0.8m，傳動(dòng)裝置和發(fā)電機(jī)的總效率為30%，求：

①每個(gè)浮子對(duì)與之相連的硬桿產(chǎn)生的豎直向上的推力是多少牛？

②波浪發(fā)電機(jī)的輸出功率是多少瓦？

Answer 1

 (1)F_浮=r_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×(0.016m³-0.004m³)=120N

(2)①硬桿對(duì)浮子豎直向下的作用力F=F_浮-G=120N-20N=100N

     浮子對(duì)硬桿豎直向上的推力F'=F=100N

②每秒內(nèi)8個(gè)浮子對(duì)硬桿豎直向上的推力所做的總

W_總=F's×8=100N×0.8m×8=640J

波浪發(fā)電機(jī)輸出的電能W_電=ηW_總=30%×640J=192J

波浪發(fā)電機(jī)輸出功率