问题
计算题
一架军用飞机由地面起飞后爬升的过程中, 沿水平x方向的速度vx与沿竖直y方向的速度vy 随时间变化如图所示,求:
(1)20 s末飞机离地高度;
(2)飞机爬升过程中的合加速度大小及方向;
(3)机翼下有质量为20 kg的导弹固定在发射架上,则爬升过程中发射架对导弹的作用力多大?

答案
解:(1)竖直方向做匀加速运动 h=(vy0+vyt)t/2 =(40×20/2)m=400m.
(2)飞机水平方向的加速度为ax=(vxt-vx0)/t.①
飞机竖直方向的加速度为ay=(vyt-vy0)/t. ②
飞机的合加速度为③
由①②③式得a=2.5 m/s2,
飞机的合加速度方向是与水平方向成53°角斜向上.
(3)根据牛顿第二定律得导弹水平方向受力 Fx= max, ④
导弹竖直方向受力
Fy - mg = may,⑤ ⑥
由④⑤⑥得(或241.9 N).