小鸟真能撞坏飞机 ?-全球通讯
小鸟真能撞坏飞机 ?
【资料图】
真实原因在这里
轿车上装有安全气囊系统,跳高运动员落地处垫有厚厚的海绵,
轮船靠岸时码头上装有橡皮轮胎等,
这些都是利用动量定理延长作用时间,以减小受到的作用力。
2019年8月15日,俄罗斯乌拉尔航空一架空客A321飞机在莫斯科郊区茹科夫斯基机场起飞时与一群海鸥相撞,鸟群击中发动机导致其大面积运行中断,飞机最终在离跑道一公里多远的玉米田紧急迫降,但好运并不总是伴随这类飞机。小鸟撞向飞机,大部分后果严重时候就是机毁人亡!1994年,伦敦希思罗机场一架波音-747客机撞上了一群鸽子后坠毁,机上350名乘客全部遇难。1995年,美国空军的一架E-3预警机起飞时, 遭到30几只鸟的撞击,最终飞机坠毁,机上24人无一幸免于难。2000年,俄罗斯一架安-8运输机发动机吸入一只野天鹅在刚果坠毁,造成21人死亡。
小鸟真能撞坏飞机?惨痛的事实告诉我们:小鸟的确能撞坏飞机。我们会觉得疑惑:按理说,体型小、重量轻的鸟类,与钢筋铁骨的飞机相撞应该是以卵击石的效果,为什么能把飞机撞坏?这是因为破坏主要来自飞行器的速度而非鸟类本身的质量,也由于撞击时间太短暂了。
这涉及到的是动量定理的知识,我们知道描述运动会用速度这个物理量,质量和速度的乘积定义为动量,力和时间的乘积定义为冲量,合外力的冲量等于动量的变化量,这就是动量定理,通俗的说,生活中鸡蛋落在水泥地上容易破碎,同一高度落下的鸡蛋落在海绵垫上不容易破碎,这是因为落地前后鸡蛋动量变化量相同,但落在水泥地上时间短,则力就大;落在海绵垫上缓冲时间长,则力就小。
当铁锤以一定速度敲打钉子,由于作用时间很短,撞击力大,钉子就很容易钻入木板了。我们可以对小鸟撞飞机做个简单计算。假设鸟的质量1千克,鸟的速度约50米每秒,飞机的速度取300米每秒,取撞击时间0.2毫秒,选小鸟为对象,据动量定理可求出当小鸟受到约1750000牛顿的撞击力,这百万牛顿的撞击力绝不亚于一颗炮弹对飞机的威胁,更何况鸟撞向飞机的发动机等较薄弱和要害之处时,如此巨大的撞击力造成机毁人亡是毫不稀奇了。难怪撞飞机的小鸟被称为“愤怒的小鸟”。
同理,高速行进的动车、起飞的火箭、降落的航天飞机若遭遇飞行物撞击,结果也很严重!
2013年6月2日,杭州至北京的高铁驾驶舱前挡风玻璃被一只飞鸟撞击,玻璃破损严重。2003年的哥伦比亚号航天飞机返航时解体,就是因为起飞时遭遇了一块脱落的泡沫保温材料撞击受损所致,结果是航天飞机解体,七名宇航员遇难!
动量定理是动力学的普遍定理之一,常用于解决涉及力作用时间问题,物体相互作用问题时,动量定理是力对时间的积累效应,使物体的动量发生改变,适用的范围很广,在生产生活中的作用更不容忽视。
驾驶员在驾车的时候必须系上安全带,轿车上装有安全气囊系统,跳高运动员落地处垫有厚厚的海绵,跳远落地点设在铺有厚厚沙子的沙坑里,体操运动员落地时的屈膝,装在瓦楞纸盒里面的玻璃器皿不容易碰破,易碎物品被包裹上泡沫、碎纸屑,家电包装箱里套有硬泡沫塑料,轮船靠岸时码头上装有橡皮轮胎;打篮球接球时有缓冲动作、救球后的翻滚动作、搭乘电梯降落到底层时会有缓冲器缓冲等等,这些都是利用动量定理延长作用时间,以减小受到的作用力。有时我们也需减小作用时间,以得到较大的作用力。如钉钉子用铁锤,而不用橡皮锤;工人用冲床冲压钢板,排球短促击打等。
现在你能明白杂技表演“胸口碎大石”的原理了吧。我们知道杂技表演“胸口碎大石”,演员平躺在钉板上,腹部放一块大石板,另一个人用大铁锤猛击大条石,结果大石板裂开,而人却安然无恙。
下面我们动手来做小实验了。
器材:鸡蛋若干个、泡沫垫、装有清水的玻璃杯、红砖、汉语词典、象棋、A4纸条、铁锤、空易拉罐若干个、头盔
1、 棋子过“河“:盛有清水的玻璃杯上放张A4纸条,纸上再放一象棋,用一水平力缓慢拉纸条,象棋随纸条一起运动,若迅速拉动纸条,发现象棋掉在水杯里。
2、“塔“下取纸:将空易拉罐垒成图示宝塔状,3张纸条分别压在上层、中层、下层易拉罐下,要想把纸条从”宝塔“下取出,又要保证”宝塔“不倒,应该缓缓地、小心地将纸条抽出呢,还是快速的将纸条抽出来?
3、“胸口碎大石”简易模拟——蛋碎瓷全还是瓷碎蛋全。这里鸡蛋模拟人腹部,4 个鸡蛋放于泡沫垫上,鸡蛋上面依次放一本汉语词典、一块红砖、一块瓷板。铁锤猛击瓷板,观察蛋碎瓷全还是瓷碎蛋全。
4、鸡蛋落体:取一个鸡蛋从同一高度静止释放,第一次落入泡沫袋垫上,第二次落入水泥红砖面上,请观察现象。
5、盔中护蛋:头盔下放一鸡蛋,铁锤猛砸头盔,盔下鸡蛋安然无恙。