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为了减少战斗机起飞时在甲板上加速的时间和距离,现代航母大多采用了蒸汽弹射技术.一架总质量M=5.0x103kg的战机如果采用滑行加速(只依靠自身动力系统加速),要达到vo=60m/s的

题目详情
为了减少战斗机起飞时在甲板上加速的时间和距离,现代航母大多采用了蒸汽弹射技术.一架总质量M=5.0x10 3 kg的战机如果采用滑行加速(只依靠自身动力系统加速),要达到v o =60m/s的起飞速度,甲板水平跑道的长度至少为120m.采用蒸汽弹射技术,战机在自身动力和持续的蒸汽动力共同作用下只要水平加速60m就能达到起飞速度.假设战机起飞过程是匀加速直线运动,航母保持静止,空气阻力大小不变,取g=l0m/s 2
(1)采用蒸汽弹射技术,求战机加速过程中加速度大小以及质量m=60kg的飞行员受到座椅作用力的大小.
(2)采用蒸汽弹射技术,弹射系统的弹力为多大?弹力在加速60m的过程中对战机做的功是多少?
▼优质解答
答案和解析
(1)设战机在自身动力和蒸汽动力共同作用下滑行的加速度为a,
则由 V 0 2 =2as
解得 a=30m/s 2
飞行员受到座椅水平方向的作用力  F x =ma=1.8×10 3 N,
飞行员受到座椅竖直方向的作用力  F y =mg=6.0×10 2 N,
飞行员受到座椅作用力大小为 F=
F 2x
+
F 2y
=600
10
N=1.9×10 3 N,
(2)设战机只依靠自身动力作用滑行的加速度为a 1 ,空气阻力位f,自身动力的大小为F 1 ,弹射系统的弹力的大小为F 2
则 V 0 2 =2a 1 s
  F 1 -f=Ma 1
  F 1 +F 2 -f=Ma
带入数据解得 F 2 =7.5×10 4 N,
所以弹力的大小为7.5×10 4 N,
弹射系统的弹力对战机做的功为 W=F 2 s=4.5×10 6 J.