蛟龙号载人潜水器是我国自行设计、自主集成研制的载人潜水器,已达到国际领先水平。大国重器的身份使它常常登上新闻头条,深海中严酷环境的考验,又让它成为了物理考题的常客。蛟龙号每次下潜入海,都需要抵抗来自深海不同深度的压力。深海鱼只能生活在深海中,当人类将深海鱼捕获到水面时,深海鱼就无法成活。同样,浅水鱼一旦进入深海,也会抵抗不住水中的巨大压力而无法生存。
蛟龙号要下潜到深海7000米这样的深度,海水的压强为700个大气压,相当于我们一节手指那么大的面积上压了一辆小汽车。蛟龙号的载人球的直径有2.32米,表面积约为18.8平方米,当蛟龙号潜水器处于7000米的深海中,载人球上的压力高达约1.3*109N。蛟龙号需要依靠强度极高的钛合金材料来制造载人球,以确保载人球球体内部的人员和仪器的安全。蛟龙号载人潜水器想搭载科学家们进入深海,浮力的问题同样存在。
首先需要考虑的问题就是蛟龙号载人潜水器加上搭载的科学家们总共有多少重量?通常情况下,每次下潜活动,搭载的科学家都会有人员方面的变动,让更多的科学家有机会下潜到深海进行科学活动。在人员变动的情况下,就会改变潜水器的总重量。蛟龙号潜水器为了保证能够在深海稳定工作,就要在下潜开始前进行精确计算。