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)
(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吸=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总=W=1.08×108J,
则总功率为P总=
W总 |
t |
1.08×108J |
3600s |
∴每台发动机的功率为P=
1 |
4 |
1 |
4 |
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.