我國“神舟”五號(hào)飛船于2003年l0月15日在酒泉航天發(fā)射場由長征二號(hào)F運(yùn)載火箭成功發(fā)射升空,若長征二號(hào)F運(yùn)載火箭和飛船起飛時(shí)總質(zhì)量為1.0×105kg,起飛推動(dòng)力為3.0×106N,運(yùn)載火箭發(fā)射塔高160m,試問:(g=10m/s2)
(1)運(yùn)載火箭起飛時(shí)的加速度為多大?
(2)假如運(yùn)載火箭起飛時(shí)推動(dòng)力不變,忽略一切阻力和運(yùn)載火箭質(zhì)量的變化,試確定運(yùn)載火箭需經(jīng)多長時(shí)間才能飛離發(fā)射塔?
(3)這段時(shí)間內(nèi)飛船中的宇航員承受了多大的壓力?(設(shè)宇航員的質(zhì)量為65kg)
(1)以長征二號(hào)F運(yùn)載火箭和飛船整體為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律得:火箭起飛時(shí)的加速度為:
a=
=
=20m/s
2.
(2)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式s=
at2可知,火箭飛離發(fā)射塔的時(shí)間:t=
=
=4s.
(3)這段時(shí)間內(nèi)飛船中的宇航員承受的壓力,根據(jù)牛頓第二定律:N-mg=ma,
∴N=m(g+a)=65×(10+20)=1.95×10
3N.
答:(1)運(yùn)載火箭起飛時(shí)的加速度為20m/s
2.
(2)假如運(yùn)載火箭起飛時(shí)推動(dòng)力不變,忽略一切阻力和運(yùn)載火箭質(zhì)量的變化,運(yùn)載火箭需經(jīng)4s時(shí)間才能飛離發(fā)射塔.
(3)這段時(shí)間內(nèi)飛船中的宇航員承受了1.95×10
3N的壓力.