Question

國際航空運輸協(xié)會希望能在2050年實現(xiàn)飛行器的碳排放量為零，瑞士“陽光動力號”太陽能飛機在這方面作出了大膽的嘗試．該飛機的機翼承載200m²的光伏電池面板，飛行速度為72km/h．已知太陽輻射功率為1.68×10⁶J/（m²?h）（太陽輻射功率是指1h內(nèi)輻射到1m²面積上的太陽能）求：
（1）飛機每天接受光照的時間約為10h，則飛機的機翼每天接收的太陽能約為多少J？
（2）如果飛機在空中沿水平方向勻速飛行時受到的空氣阻力為1500N，則飛機以正常飛行速度飛行1h，克服空氣阻力做功多少J？
（3）飛機上每臺發(fā)動機的功率為多少W？（飛機上有四臺發(fā)動機）

Answer 1

（1）已知太陽輻射功率P₀=1.68×10⁶J/（m²?h），S=200m²，t=10h，
每天接收的太陽能Q_吸=P₀St=1.68×10⁶J/（m²?h）×200m²×10h=3.36×10⁹J；
（2）飛機以正常飛行速度飛行1h通過的距離為：s=vt=72km/h×1h=72km=72000m．
則克服空氣阻力做的功W=fs=1500N×72000m=1.08×10⁸J，
（3）∵發(fā)動機所做的功是用來克服空氣阻力做功，
∴W_總=W=1.08×10⁸J，
則總功率為P_總=

W總

t

=

1.08×108J

3600s

=3×10⁴W，
∴每臺發(fā)動機的功率為P=

1

4

P_總=

1

4

×3×10⁴W=7.5×10³W．
答：（1）飛機每天接受光照的時間約為10h，則飛機的機翼每天接收的太陽能約為3.36×10⁹J；
（2）克服空氣阻力做功1.08×10⁸J；
（3）飛機上每臺發(fā)動機的功率為7.5×10³W．