Question

电磁弹射就是采用电磁的能量来推动被弹射的物体向外运动，电磁弹射的主要应用范 围是大载荷的短程加速，在军事上比较典型的是航空母舰上的舰载飞机起飞弹射。如图甲为舰载机起飞示意图，舰载机在自身推力和磁悬浮电磁弹射车水平推力的作用下达到起飞速度。电磁弹射轨道可简化为图乙所示放在水平面上的平行金属导轨，导轨间充满竖直向上的匀强磁场，电流通过磁悬浮电磁弹射车时在安培力作用下推动舰载机加速运动。已知某舰载机质量m=3.010⁴kg，发动机提供的推力为3.010⁵N (设推力保持不变)，舰载机运动时所受阻力恒为舰载机重的0.1倍，无电磁弹射系统时舰载机滑行200m达到起飞速度。当加装电磁弹射系统后，电磁轨道间距d=2m，匀强磁场磁感强度B=10T，航空母舰提供 给电磁弹射系统的电流I=4.510³A，不计磁悬浮电磁弹射车的质量和其它能量损耗，g取10m/s²。求：

(1)电磁弹射系统使舰载机增加了多大的动力？

(2)使用电磁弹射装置后该舰载机滑行多远就能达到起飞速度？

Answer

(1)(2)150m

【解析】

(1)舰载机受到的安培力大小为：

；

(2)在无电磁弹射系统时，运动过程中受到推力和阻力，根据动能定理可得：

在电磁弹射系统时，运动过程中受到推力，安培力和阻力，根据动能定理可得：

，

其中：

，

联立解得：

。