Question

一種巨型娛樂器械可以使人體驗(yàn)超重和失重.一個(gè)可乘十多人的環(huán)行座艙套裝在豎直柱子上,由升降機(jī)送上幾十米的高處,然后讓座艙自由下落.落到一定位置時(shí),制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng),座艙到地面時(shí)剛好停下.已知座艙開始下落時(shí)的高度為76 m,當(dāng)落到離地面28 m的位置時(shí)開始制動(dòng),座艙均勻減速.若座艙中某人手托著重50 N的鉛球.

(1)當(dāng)座艙落到離地面50 m的位置時(shí),手的感覺如何?

(2)當(dāng)座艙落到離地面15 m的位置時(shí),手要用多大的力才能托住鉛球?

Answer 1

(1)手沒有受到壓力的感覺 (2)135 N

解析：(1)當(dāng)座艙落到離地面50 m的位置時(shí),座艙在做自由落體運(yùn)動(dòng),人和人手中的鉛球均完全失重,球?qū)κ譄o作用力,手沒有受到壓力的感覺.

(2)座艙開始做勻減速運(yùn)動(dòng)的初速度是座艙在前面自由落體運(yùn)動(dòng)的末速度:

v₀′=v_t= m/s= m/s

設(shè)此勻減速過程的加速度為a,則:

a= m/s²=16.8 m/s²≈1.7g

a的方向豎直向上.

當(dāng)座艙落到離地面15 m的位置時(shí),座艙處在勻減速階段,設(shè)手對(duì)鉛球的作用力為F,則:

F-mg=ma

F=ma+mg=2.7mg=135 N.