航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m =2㎏,动力系统提供的恒定升力F =28 N.试飞时,飞行器从地面由静止开始

1个回答

  • 1.1)根据题意,在t1时间内,飞行器做初速度为0的匀加速运动,设阻力为f

    ,加速度为a

    根据牛顿第二定律有:

    a=(F -mg-f)/m

    根据运动学公式有:

    H=1/2*a*t1^2

    解出,a=2m/s^2

    f=4N

    2)

    根据第一问的结果知道,飞行器的加速度为a=2m/s^2

    所以,t2时间时的飞行器的速度v1=a*t2=12m/s

    飞行器失去升力后的加速度为a'=(mg+f)/m

    =12m/s^2

    这时,飞行器做匀减速运动,当速度为0时达到最大高度

    匀减速的位移为h2=V1^2/(2*a')=6m

    在t2时间内的位移为h1=1/2*a*t1^2=36m

    所以,最大高度为H'=h1+h2=42m

    3)为了使飞行器不致坠落到地面,就是说当飞行器下落到地面时的(向下的)速度不能大于0.

    显然,临界速度就是等于0.

    设从开始下落到恢复升力的最长时间为t3

    显然在t3时间内物体是向下做匀加速运动(初速度为0).物体的加速度为a1=(mg-f)/m=8m/s^2

    这个过程的末速度V2=a1*t3=8*t3

    这个过程的位移为x1=1/2*a1*t3^2=4*t3^2

    当飞行器恢复升力后的加速度为a2

    a2=(F+f-mg)/m (注意这时阻力的方向是向上的)

    =6m/s^2 方向向上

    就是说恢复升力后飞行器向下做匀减速运动

    显然,这个匀减速过程的位移x2=42m(参考第二问)—x1

    根据运动学公式有:

    x2=V2^2/(2*a2)

    就是说,

    42-4*t3^2=16*t3^2/3

    解出,t3=√4.5 s