为了使航天员能适应在失重环境下的工作和生活,国家航天局组织对航天员进行失重训练.故需要创造一种失重环境;航天员乘坐到民航客机上后,训练客机总重5×104kg,以200m/s速度沿30°倾
问题描述:
为了使航天员能适应在失重环境下的工作和生活,国家航天局组织对航天员进行失重训练.故需要创造一种失重环境;航天员乘坐到民航客机上后,训练客机总重5×104kg,以200m/s速度沿30°倾角爬升到7000米高空后飞机向上拉起,沿竖直方向以200m/s 的初速度向上作匀减速直线运动,匀减速的加速度为g,当飞机到最高点后立即掉头向下,仍沿竖直方向以加速度为g加速运动,在前段时间内创造出完全失重,当飞机离地2000米高时为了安全必须拉起,后又可一次次重复为航天员失重训练.若飞机飞行时所受的空气阻力f=Kv(k=900N•s/m),每次飞机速度达到350m/s 后必须终止失重训练(否则飞机可能失速).
求:(1)飞机一次上下运动为航天员创造的完全失重的时间.
(2)飞机下降离地4500米时飞机发动机的推力(整个运动空间重力加速度不变).
答
(1)上升时间t上=
=20s 上升高度h上=v0 g
=2000m
v
20
2g
判断当速度达到350m/s时,下落高度h下=
=6125m,
v
21
2g
此时离地高度为h+h上-h下=7000+2000-6125=2875>2000m,t下=
=35s,v1 g
所以一次上下创造的完全失重的时间为55s.
(2)当飞机在离地4500m>2875m,所以飞机仍在完全失重状态,飞机*下落的高度h2=2000+7000-4500m,此时,v2=
=300m/s
2gh2
推力F=f=kv2=900×300=2.7×105N
即飞机下降离地4500米时飞机发动机的推力为2.7×105N.