Question

航天員進行失重或微重力訓練時，用到的方法是在地面用浮力水槽讓宇航員產生漂然感覺，模擬訓練航天員在失重時進行工作和維修。浮力水槽模擬失重的原理是，通過增減配重和漂浮器,使宇航員懸浮在水中，獲得模擬失重的感覺和效應。一般是將1：1的航天器放入水槽中，航天員穿上改制的艙外航天服，進行出艙活動程序的模擬和技能的訓練。質量為75kg的宇航員，若所帶配重及所著模擬宇航服質量為25kg ,人自身的密度設為1.05×10³kg/m³，ρ_水=1×10³kg/m³，g=10N/kg。
求：⑴宇航員在浮力水槽中訓練時所受的浮力；⑵宇航員在水面以下2m深時受到水的壓強。

Answer 1

（1）10³N   （2）2×10⁴Pa

試題分析：⑴∵宇航員懸浮
∴浮力
F_浮=G_總=m_總g=（m_人+m_服）g=（75kg+25kg）×10N/kg=10³N
⑵宇航員在水面以下2m深時受到水的壓強：
P=ρ_水gh=1×10³kg/m³×10N/kg ×2m=2×10⁴Pa
點評：由運動員懸浮可知，所受的浮力等于重力，壓強的大小與深度有關，但浮力的大小與深度無關。