2011年8月10日,改装后的瓦良格号航空母舰进行出海航行试验,中国成为拥有航空母舰的国家之一.已知该航空母舰飞行甲板长度为L=300m,某种战斗机在航空母舰上起飞过程中的最大加速度为
问题描述:
2011年8月10日,改装后的瓦良格号航空母舰进行出海航行试验,中国成为拥有航空母舰的国家之一.已知该航空母舰飞行甲板长度为L=300m,某种战斗机在航空母舰上起飞过程中的最大加速度为a=4.5m/s2,飞机速度要达到v=60m/s才能安全起飞.
(1)如果航空母舰静止,战斗机被弹射装置弹出后开始加速,要保证飞机起飞安全,战斗机被弹射装置弹出时的速度至少是多大?
(2)如果航空母舰匀速前进,在没有弹射装置的情况下,要保证飞机安全起飞,航空母舰前进的速度至少是多大?
答
(1)设战斗机被弹射出来时的速度为v0,由v2−v02=2ax得
v0=
=30m/s
v2−2aL
(2)设飞机起飞所用的时间为t,在时间t内航空母舰航行的距离为L1,航空母舰的最小速度为v1.
对航空母舰有:L1=v1t
对飞机有:v=v1+at
v2−v12=2a(L+L1)
由以上三式联立解得v1=v−
=(60−30
2aL
)m/s≈8m/s.
3
(1)战斗机被弹射装置弹出时的速度至少是30m/s.
(2)航空母舰前进的速度至少是8m/s.