作者callmei (挨)
看板Physics
標題Re: [問題] 高中物理-動量
時間Sat Sep 4 14:40:48 2010
※ 引述《elongoria (longoria)》之銘言：
: [領域] 動量
: [來源] 講義題目
: [題目] 噴射機為了保持水平 600 m/s 等速飛行，平均每秒需吸入 62kg 的空氣，
: 用以燃燒 8kg之燃料，然後以相對於飛機每秒 1600 公尺的速度向後噴出，
: 重力在鉛直方向，與水平飛行無關，求飛機所受平均阻力?
: [瓶頸] 無法將給的資料的關聯性串起來，不知從何下手
: 謝謝各位
以高中語言來說
因為飛機沒加速度，所以阻力與噴射氣流對飛機的淨推力的合力為零
所以 阻力就是噴射氣流對飛機的淨推力
而作用力等於反作用力，所以噴射氣流對飛機的淨推力
也會等於飛機(其實應該說是渦輪引擎)對這股噴射氣流的施加的力
所以假設飛機為靜止
這股噴射氣流以每秒62kg、600 m/s的速度進入飛機(應該說渦輪引擎啦)
然後這股氣流以每秒70kg(因為被燃燒掉的燃料要一起噴出去)、1600 m/s的速度離開飛機
所以飛機對這股氣流施加的力的外在表現，
就是讓這股氣流從600m/s加速到1600m/s，以及讓燃料從沒有速度到以1600m/s的速度離開
因此在一秒的時間內，空氣跟燃料的動量變化為
62*(1600-600)+8*(1600-0)=74800 (N*sec)
而力等於單位時間的動量變化，所以力為
74800/1=74800 (N)
以大學流體力學來說比較簡單= =
取飛機為control volume
入口有兩個62 kg/s的氣體、速度600 m/s，以及8 kg/s的燃料、速度可視為0 m/s
出口一個，70 kg/s的燃燒排氣、速度1600 m/s
根據流體力學動量方程式，單位時間出口動量-單位時間入口動量=淨力
所以淨推力=70*1600-62*600-8*0=74800 (N)
以上，個人想法...
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 123.240.12.221
1F：→ callmei:對了~我不知道答案對不對喔~ 只是我自己的想法而已 09/04 15:04
2F：推 elongoria:感謝^^ 我想到後來也是用控制體積 只是不能這樣 09/04 15:39
3F：→ elongoria:跟學生解釋XD 09/04 15:39
4F：→ callmei:不過不知高中生能不能理解假設飛機不動 而是空氣動的概念 09/04 15:46
5F：→ Entropy1988:可以啦，都高中生了 09/04 15:59
6F：→ cory8249:假設飛機不動 不就是相對速度的概念嗎?? 09/04 19:01
7F：推 genius100:OK的拉,這種相對速度的生活經驗很多阿,坐在火車上,看窗 09/04 20:23
8F：→ genius100:外的風景不斷的在往後退,就會有種窗外景物在移動的感覺 09/04 20:24
9F：→ grind:有沒有非相對運動的解法.. 09/07 22:34
10F：→ Entropy1988:一定會有相對運動，只是座標選擇問題。 09/08 18:28