Question

彈射器是航母制造中的關(guān)鍵技術(shù)之一，重型噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)在水平跑道上需要滑行450 m以上才能達(dá)到起飛速度，而即使當(dāng)今最大的“尼米茲”級(jí)航空母艦甲板的長(zhǎng)度也不過(guò)300余米，依靠彈射器是重型戰(zhàn)斗機(jī)在航母上起飛的必不可少的環(huán)節(jié).已知美軍F－14戰(zhàn)斗機(jī)重3.0×10⁷ kg，在地面跑道上靠自身發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力需滑行450 m才能到達(dá)250 km/h的起飛速度，而這種戰(zhàn)斗機(jī)在“尼米茲”號(hào)航母上，在蒸汽彈射器和自身發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的共同作用下，可在45 m內(nèi)將速度加到 250 km/h.若F－14戰(zhàn)斗機(jī)加速度滑行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力和飛機(jī)受到的阻力都恒定，則“尼米茲”號(hào)上蒸汽彈射器使一架F－14 戰(zhàn)斗機(jī)起飛至少要做多少功？

 

Answer 1

【答案】

W＝6.5×10¹⁰ J

【解析】設(shè)F－14戰(zhàn)斗機(jī)自身發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力為F，受到的阻力為f，在水平地面跑道上起飛時(shí)，由動(dòng)能定理有：

(F－f)·s₁＝mv²－0

在“尼米茲”號(hào)航母甲板上起飛時(shí)，有：

W＋Fs₂－fs₂＝mv²

得：彈射器至少需做的功W＝6.5×10¹⁰ J