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问题: 物理计算

吊在降落伞下的载人航天飞船返回舱匀速下落的速度仍达14米/秒。假设飞船返回舱着落过程为匀减速直线运动,着地时速度恰好为零。在返回舱离地面约1.4米时启动5个相同的反推小火箭,若返回舱的质量为8000千克.空气阻力不变。求
(1)飞船着落的加速度为多大?
(2)启动反推火箭后经多长时间飞船着陆?
(3)每个小火箭的平均推力约为多大?

解答:

(1)由于是匀减速,V0=14米/秒,Vt=0,S=1.4米。
代入公式:(Vt)^2-(V0)^2=2aS,可解出a=-70m/s^2;
(2)这一过程用多长时间?
平均速度为(14+0)/2=7m/s,所以,用时t=1.4m/(7m/s)=0.2s;
(3)设总推力为F,则F=Ma=8000kg*(-70m/s^2)=560000N
每个小火箭的推力=560000N/5=112000N。

注意:这里没有计入重力,是因为“匀速下落”时已计入了重力,它与空气阻力平衡了。而此过程中“空气阻力不变”。