Question

下圖是八浮子（編號為1-8）波浪發電機的俯視圖。當浮子隨著海面波浪向上浮動時，會通過傳動裝置帶動發電機發電。已知每個浮子的重力為20N，體積為0.016m³，若它在水中上浮帶動發電機發電時，露出水面的體積為0.004m³，則：

（1）每個浮子上浮帶動發電機發電時，受到的浮力是多少牛？

（2）當海浪的波高為3m、起伏周期為6s時，假設浮子沿豎直方向運動，平均每秒每個浮子帶動發電機發電時勻速上浮的高度為0.8m，傳動裝置和發電機的總效率為30%，求：

①每個浮子對與之相連的硬桿產生的豎直向上的推力是多少牛？

②波浪發電機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硬桿對浮子豎直向下的作用力F=F_浮-G=120N-20N=100N

     浮子對硬桿豎直向上的推力F'=F=100N

②每秒內8個浮子對硬桿豎直向上的推力所做的總

W_總=F's×8=100N×0.8m×8=640J

波浪發電機輸出的電能W_電=ηW_總=30%×640J=192J

波浪發電機輸出功率