Question

据报道，2004年底，美国一核潜艇在关岛触礁，造成多名士兵受伤。假设当时潜艇的航速是30节，一节等于1.852公里/小时，发动机的功率为24000千瓦，潜艇质量5000吨．核潜艇触礁后在2秒内停下，则一个70kg的士兵由于惯性和潜艇相撞的撞击力大约为多大？假设当时下面声纳系统打开，驾驶员的反应时间为1秒，要避免触礁至少在距离暗礁多远处开始关闭发动机？（假设水的阻力恒定，除去水的阻力没有其他阻力）

Answer 1

542.5N  ；403m    

解析:

（1）潜艇的航速为v=m/s=15.5 m/s  

由动量定理得F_人t=mv     

F_人=N=542.5N      

（2）潜艇匀速航行时，功率P=Fv知    

潜艇的阻力F_阻=F==N =1.56×10⁶N   

由牛顿第二定律知关闭发动机后F_阻=Ma

a==m/s²=0.31 m/s²     

由制动到停下用的时间为t==s=50s  

距离s=vt₁＋t=15.5×1＋=403m