Question

一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重.一个可乘十多人的环行座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由下落.落到一定位置时,制动系统启动,座舱到地面时刚好停下.已知座舱开始下落时的高度为76 m,当落到离地面28 m的位置时开始制动,座舱均匀减速.若座舱中某人手托着重50 N的铅球.

(1)当座舱落到离地面50 m的位置时,手的感觉如何?

(2)当座舱落到离地面15 m的位置时,手要用多大的力才能托住铅球?

Answer 1

(1)手没有受到压力的感觉 (2)135 N

解析：(1)当座舱落到离地面50 m的位置时,座舱在做自由落体运动,人和人手中的铅球均完全失重,球对手无作用力,手没有受到压力的感觉.

(2)座舱开始做匀减速运动的初速度是座舱在前面自由落体运动的末速度:

v₀′=v_t= m/s= m/s

设此匀减速过程的加速度为a,则:

a= m/s²=16.8 m/s²≈1.7g

a的方向竖直向上.

当座舱落到离地面15 m的位置时,座舱处在匀减速阶段,设手对铅球的作用力为F,则:

F-mg=ma

F=ma+mg=2.7mg=135 N.