Question

2005年10月12日9时,我国“神舟”六号载人飞船在酒泉卫星发射中心由长征2F运载火箭成功发射升空.若长征2F运载火箭和飞船起飞时的总质量为1.0×10⁵ kg,火箭起飞时的推动力为3.0×10⁶ N,运载火箭发射塔高160 m,求:

(1)假设火箭起飞时的推动力不变,忽略空气阻力和火箭质量的变化,则运载火箭经多长时间飞离发射塔;

(2)这段时间内飞船中的宇航员费俊龙对座椅的压力是多大(费俊龙的质量为65 kg).

Answer

(1)4.0 s  (2)1.95×103 N

【解析】(1)以运载火箭和飞船整体为研究对象,它们起飞时所受的合力为F-Mg,根据牛顿第二定律,起飞时的加速度:

    a= m/s2=20 m/s2.

    运载火箭飞离发射塔的时间:

    t= s=4.0 s.

(2)以费俊龙为研究对象,设座椅对他的支持力为FN,由牛顿第二定律有:FN-mg=ma,FN =ma+mg=65×(10+20) N=1.95×103 N

    根据牛顿第三定律,费俊龙对座椅的压力

    FN′=FN=1.95×103 N.