Question

2005年10月12日9時,我國“神舟”六號載人飛船在酒泉衛星發射中心由長征2F運載火箭成功發射升空.若長征2F運載火箭和飛船起飛時的總質量為1.0×10⁵ kg,火箭起飛時的推動力為3.0×10⁶ N,運載火箭發射塔高160 m,求:

(1)假設火箭起飛時的推動力不變,忽略空氣阻力和火箭質量的變化,則運載火箭經多長時間飛離發射塔;

(2)這段時間內飛船中的宇航員費俊龍對座椅的壓力是多大(費俊龍的質量為65 kg).

Answer 1

(1)4.0 s  (2)1.95×10³ N

解析:

(1)以運載火箭和飛船整體為研究對象,它們起飛時所受的合力為F-Mg,根據牛頓第二定律,起飛時的加速度:

    a= m/s²=20 m/s².

    運載火箭飛離發射塔的時間:

    t= s=4.0 s.

(2)以費俊龍為研究對象,設座椅對他的支持力為F_N,由牛頓第二定律有:F_N-mg=ma,F_N =ma+mg=65×(10+20) N=1.95×10³ N

    根據牛頓第三定律,費俊龍對座椅的壓力

    F_N′=F_N=1.95×10³ N.