Question

關(guān)于“哥倫比亞”號航天飛機(jī)失事的原因，美國媒體報道說，一塊脫落的泡沫損傷了左翼并最終釀成大禍。據(jù)美國航天局航天計劃的Dittemore于2003年2月5日在新聞發(fā)布會上說，撞擊航天飛機(jī)左翼的泡沫最大為20英寸（約50.8cm）長，16英寸（約40.6cm）寬，6英寸（約15.2cm）厚，其質(zhì)量大約1.3kg，其向下撞擊的速度約為250m/s，而航天飛機(jī)的上升速度大約為700m/s。假定碰撞時間等于航天飛機(jī)前進(jìn)泡沫的長度所用的時間，相撞后認(rèn)為泡沫全部附在飛機(jī)上。根據(jù)以上信息，估算“哥倫比亞”號航天飛機(jī)左翼受到的平均撞擊力（保留一位有效數(shù)字）

Answer 1

解：泡沫與航天飛機(jī)的碰撞看成完全非彈性碰撞，設(shè)飛船的質(zhì)量為M，速度為v1，泡沫的質(zhì)量為m，速度為v2，對泡沫碰撞航天飛機(jī)的過程由動量守恒得，Mv1－mv2=(M+m)v 碰撞后共同速度v=( Mv1－mv2)/(M+m)，由于M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于m，所以v≈v1=700m/s 泡沫撞擊飛機(jī)的時間近似為t=L/v=7.3×10－4s 對泡沫運(yùn)用動量定理可得撞擊力F=m(v+v2)/t=1.69×106N