近日,韩国航空事故牵动着无数人的心,大家的目光都聚焦在了这起令人揪心的事件上。飞机鸟撞事故的严重性,真的超乎想象!专家提及的鸟撞飞机后果,简直让惊掉下巴!
你们知道吗?专家介绍说,假设一只仅仅重100克的麻雀,与时速400公里的飞机相撞,在那一瞬间,竟然能产生2吨重的冲击力!这是什么概念?就好比一颗“炮弹”狠狠地打在飞机上,那冲击力想想都让人胆寒。
不禁好奇,这些看似不可思议的数据究竟是怎么计算出来的呢?用高中所学的知识能不能解答呀?
其实呀,这里面涉及到高中物理动量定理相关知识。看来高中知识在解释生活中的现象时还是挺有用的呢,也让我们更加明白鸟撞飞机这个看似“小概率”事件背后隐藏的巨大风险。
以下是针对对这个问题详细分析和解释下,便于了解,顺便巩固高中物理知识点:
涉及的高中知识点-动量定理:这是解决该问题的核心知识点,通常在高中物理课程中学习。动量定理表明,合外力的冲量等于物体动量的变化量。其公式为其中I表示冲量,F是平均作用力,t是作用时间,Δp是动量的变化量。
题目:专家介绍说,假设一只仅仅重100克的麻雀,与时速400公里的飞机相撞,在那一瞬间,竟然能产生2吨重的冲击力
计算过程的分步说明如下:
先看已知条件,麻雀质量。飞机时速v=400km/h,换算为国际单位制, 。最终产生的冲击力效果相当于2吨,2吨 = 2000kg ,这里指的是力产生的效果相当于2000kg物体产生的冲击力。
接着计算麻雀与飞机相撞前的相对速度。
假设麻雀与飞机相向运动,飞机速度,麻雀速度相对飞机来说很小,可近似忽略不计,所以二者相对速度。
再接着计算麻雀动量的变化量。
麻雀与飞机相撞后,可认为麻雀的速度在极短时间内变为飞机的速度(因为二者碰撞后黏在一起的时间极短)。
麻雀初始动量(假设其初始相对飞机静止),碰撞后的动量。
麻雀动量的变化量 。
估算碰撞时间,麻雀与飞机的碰撞时间极短,通常可估算为t = 0.0005 s左右(这个时间是一个非常粗略的估计值,实际碰撞时间很难精确测量)。 根据动量定理计算平均冲击力, 由动量定理,可得平均冲击力。代入以上求的数值得。
换算冲击力的等效质量, 根据重力公式G = mg(G是重力,m是质量,g是重力加速度,取g = 9.8 N/kg),可得等效质量,约为2.267吨,接近专家所说的2吨。
其实,可以想象麻雀和飞机在一条直线上相向而行,当它们接触的瞬间,就像两个物体猛地撞在一起。可以用两个小球代表麻雀和飞机,通过模拟它们碰撞前后的运动状态,来帮助理解动量的变化。小球撞击的题目,高中物理中经常见到的,老师也会讲。