问题 问答题

国际航空运输协会希望能在2050年实现飞行器的碳排放量为零,瑞士“阳光动力号”太阳能飞机在这方面作出了大胆的尝试.该飞机的机翼承载200m2的光伏电池面板,飞行速度为72km/h.已知太阳辐射功率为1.68×106J/(m2•h)(太阳辐射功率是指1h内辐射到1m2面积上的太阳能)求:

(1)飞机每天接受光照的时间约为10h,则飞机的机翼每天接收的太阳能约为多少J?

(2)如果飞机在空中沿水平方向匀速飞行时受到的空气阻力为1500N,则飞机以正常飞行速度飞行1h,克服空气阻力做功多少J?

(3)飞机上每台发动机的功率为多少W?(飞机上有四台发动机)

答案

(1)已知太阳辐射功率P0=1.68×106J/(m2•h),S=200m2,t=10h,

每天接收的太阳能Q=P0St=1.68×106J/(m2•h)×200m2×10h=3.36×109J;

(2)飞机以正常飞行速度飞行1h通过的距离为:s=vt=72km/h×1h=72km=72000m.

则克服空气阻力做的功W=fs=1500N×72000m=1.08×108J,

(3)∵发动机所做的功是用来克服空气阻力做功,

∴W=W=1.08×108J,

则总功率为P=

W
t
=
1.08×108J
3600s
=3×104W,

∴每台发动机的功率为P=

1
4
P=
1
4
×3×104W=7.5×103W.

答:(1)飞机每天接受光照的时间约为10h,则飞机的机翼每天接收的太阳能约为3.36×109J;

(2)克服空气阻力做功1.08×108J;

(3)飞机上每台发动机的功率为7.5×103W.

单项选择题
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