Question

關(guān)于“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)失事的原因，美國(guó)媒體報(bào)道說(shuō)，一塊脫落的泡沫損傷了左翼并最終釀成大禍。據(jù)美國(guó)航天局航天計(jì)劃的Dittemore于2003年2月5日在新聞發(fā)布會(huì)上說(shuō)，撞擊航天飛機(jī)左翼的泡沫最大為20英寸（約50.8cm）長(zhǎng)，16英寸（約40.6cm）寬，6英寸（約15.2cm）厚，其質(zhì)量大約1.3kg，其向下撞擊的速度約為250m/s，而航天飛機(jī)的上升速度大約為700m/s。假定碰撞時(shí)間等于航天飛機(jī)前進(jìn)泡沫的長(zhǎng)度所用的時(shí)間，相撞后認(rèn)為泡沫全部附在飛機(jī)上。根據(jù)以上信息，估算“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)左翼受到的平均撞擊力（保留一位有效數(shù)字）

Answer 1

泡沫與航天飛機(jī)的碰撞看成完全非彈性碰撞，設(shè)飛船的質(zhì)量為M，速度為v₁，泡沫的質(zhì)量為m，速度為v₂，對(duì)泡沫碰撞航天飛機(jī)的過(guò)程由動(dòng)量守恒得，Mv₁－mv₂=(M+m)v

    碰撞后共同速度v=( Mv₁－mv₂)/(M+m)，由于M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于m，所以v≈v₁=700m/s

    泡沫撞擊飛機(jī)的時(shí)間近似為t=L/v=7.3×10^－4s

    對(duì)泡沫運(yùn)用動(dòng)量定理可得撞擊力F=m(v+v₂)/t=1.69×10⁶N

解析:

略