问题
计算题
航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统。已知飞机在跑道上加速时能产生的最大加速度为5.0m/s2,当飞机的速度达到50m/s时才能离开航空母舰起飞。设航空母舰处于静止状态。问:
(1)若要求该飞机滑行160m后起飞,弹射系统必须使飞机具有的初速度至少多大?
(2)若航空母舰上不装弹射系统,要求该飞机仍能从此舰上正常起飞,问该舰甲板至少应多长?
(3)若航空母舰上不装弹射系统,设航空母舰甲板长为160m,为使飞机仍能从此舰上正常起飞,这时可以先让航空母舰沿飞机起飞方向以某一速度匀速航行,则这个速度至少多大?
答案
解:设经弹射系统帮助起飞时初速度为v0
(1)由公式得(m/s)
(2)不装弹射系统时,由可知:舰身至少为(m)
(3)设航母匀速航行速度为v1,则飞机做初速度为v1的匀加速直线运动
飞机加速至起飞用时:
t时间内,航母前进距离:
飞机前进距离:
代入数据得:或(舍去)
所以,航母速度至少为10m/s。
另解:以航空母舰为参考系,飞机相对航空母舰做初速度为0,相对末速度为(v-v1),加速度为a的匀加速运动,相对位移为L时即可起飞。
则:
所以
代入数据得: 或(舍去)
所以,航母速度至少为10m/s。