问题
问答题
为了减少战斗机起飞时在甲板上加速的时间和距离，现代航母大多采用了蒸汽弹射技术．一架总质量M=5.0x103kg的战机如果采用滑行加速（只依靠自身动力系统加速），要达到vo=60m/s的起飞速度，甲板水平跑道的长度至少为120m．采用蒸汽弹射技术，战机在自身动力和持续的蒸汽动力共同作用下只要水平加速60m就能达到起飞速度．假设战机起飞过程是匀加速直线运动，航母保持静止，空气阻力大小不变，取g=l0m/s2．
（1）采用蒸汽弹射技术，求战机加速过程中加速度大小以及质量m=60kg的飞行员受到座椅作用力的大小．
（2）采用蒸汽弹射技术，弹射系统的弹力为多大？弹力在加速60m的过程中对战机做的功是多少？
答案
（1）设战机在自身动力和蒸汽动力共同作用下滑行的加速度为a，
则由 V02=2as
解得 a=30m/s2 ，
飞行员受到座椅水平方向的作用力 Fx=ma=1.8×103 N，
飞行员受到座椅竖直方向的作用力 Fy=mg=6.0×102 N，
飞行员受到座椅作用力大小为 F=
=600
+F 2x F 2y
N=1.9×103 N，10
（2）设战机只依靠自身动力作用滑行的加速度为a1，空气阻力位f，自身动力的大小为F1，弹射系统的弹力的大小为F2，
则 V02=2a1s
F1-f=Ma1
F1+F2-f=Ma
带入数据解得 F2=7.5×104N，
所以弹力的大小为7.5×104N，
弹射系统的弹力对战机做的功为 W=F2s=4.5×106J．