我国“神舟”五号飞船于2003年l0月15日在酒泉航天发射场由长征二号F运载火箭成功发射升空,若长征二号F运载火箭和飞船起飞时总质量为1.0×105kg,起飞推动力为3.0×106N,运载火箭发射塔高16
问题描述:
我国“神舟”五号飞船于2003年l0月15日在酒泉航天发射场由长征二号F运载火箭成功发射升空,若长征二号F运载火箭和飞船起飞时总质量为1.0×105kg,起飞推动力为3.0×106N,运载火箭发射塔高160m,试问:(g=10m/s2)
(1)运载火箭起飞时的加速度为多大?
(2)假如运载火箭起飞时推动力不变,忽略一切阻力和运载火箭质量的变化,试确定运载火箭需经多长时间才能飞离发射塔?
(3)这段时间内飞船中的宇航员承受了多大的压力?(设宇航员的质量为65kg)
答
(1)以长征二号F运载火箭和飞船整体为研究对象,根据牛顿第二定律得:火箭起飞时的加速度为:
a=
=F−Mg M
=20m/s2.3×106−1×105×10 1×105
(2)由运动学公式s=
at2可知,火箭飞离发射塔的时间:t=1 2
=
2s a
=4s.
2×160 20
(3)这段时间内飞船中的宇航员承受的压力,根据牛顿第二定律:N-mg=ma,
∴N=m(g+a)=65×(10+20)=1.95×103N.
答:(1)运载火箭起飞时的加速度为20m/s2.
(2)假如运载火箭起飞时推动力不变,忽略一切阻力和运载火箭质量的变化,运载火箭需经4s时间才能飞离发射塔.
(3)这段时间内飞船中的宇航员承受了1.95×103N的压力.