题目内容
【题目】如图所示为四旋翼无人机,它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器,目前正得到越来越广泛的应用.一架质量m=2 kg的无人机,其动力系统所能提供的最大升力F=36 N,运动过程中所受空气阻力大小恒为f=4 N.取g=10 m/s2.求:
(1)无人机以最大升力在地面上从静止开始竖直向上起飞,在t1=5 s时离地面的高度h;
(2)当无人机悬停在距离地面高度H=100 m处,由于动力设备故障,无人机突然失去升力而坠落至地面,若与地面的作用时间为t2=0.2s,则地面所受平均冲力N多大
【答案】(1)h=75m ;(2)N=416N
【解析】(1)无人机起飞后向上做匀加速运动,由牛顿运动定律:
联解公式解得:
(2)无人机向下做匀加速运动,由动能定理有:
与地面碰撞过程中,设地面对无人机作用力为N′,由动量定理有:
根据牛顿第三定律有:
联立公式解得:
综上所述本题答案是:(1)
;(2)
;
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