作业帮为什么飞机飞得那么高?
来源：学生作业帮 编辑：拍题作业网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/01 17:19:39
为什么飞机飞得那么高?
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牛顿三大运动定律 第一定律：除非受到外来的作用力,否则物体的速度(v)会保持不变 没有受力即所有外力合力为零,当飞机在天上保持等速直线飞行时,这时飞机所受的合力为零,与一般人想像不同的是,当飞机降落保持相同下沉率下降,这时升力与重力的合力仍是零,升力并未减少,否则飞机会越掉越快. 第二定律：质量为m的物体动量(p = mv)变化率是正比於外加力 F 且发生在力的方向 此即著名的 F=ma 公式,当物体受一个外力后,即在外力的方向产生一个加速度,飞机起飞滑行时引擎推力大於阻力,於是产生向前的加速度,速度越来越快阻力也越来越大,迟早引擎推力会等於阻力,於是加速度为零,速度不再增加,当然飞机此时早已飞在天空了. 第三定律：作用力与反作用力是数值相等且方向相反. 你踢门一脚,你的脚也会痛,因为门也对你施了一个相同大小的力 力的平衡 作用於飞机的力要刚好平衡,如果不平衡就是合力不为零,依牛顿第二定律就会产生加速度,为了分析方便我们把力分为X、Y、Z三个轴力的平衡及绕X、Y、Z三个轴弯矩的平衡. 轴力不平衡则会在合力的方向产生加速度,飞行中的飞机受的力可分为升力、重力、阻力、推力〔如图1-1〕,升力由机翼提供,推力由引擎提供,重力由地心引力产生,阻力由空气产生,我们可以把力分解为两个方向的力,称 x 及 y 方向〔当然还有一个z方向,但对飞机不是很重要,除非是在转弯中〕,飞机等速直线飞行时x方向阻力与推力大小相同方向相反,故x方向合力为零,飞机速度不变,y方向升力与重力大小相同方向相反,故y方向合力亦为零,飞机不升降,所以会保持等速直线飞行. 弯矩不平衡则会产生旋转加速度,在飞机来说,X轴弯矩不平衡飞机会滚转,Y轴弯矩不平衡飞机会偏航、Z轴弯矩不平衡飞机会俯仰〔如图1-2〕. 伯努利定律 伯努利定律是空气动力最重要的公式,简单的说流体的速度越大,静压力越小,速度越小,静压力越大,这里说的流体一般是指空气或水,在这里当然是指空气,设法使机翼上部空气流速较快,静压力则较小,机翼下部空气流速较慢,静压力较大,两边互相较力〔,於是机翼就被往上推去,然后飞机就飞起来,以前的理论认为两个相邻的空气质点同时由机翼的前端往后走,一个流经机翼的上缘,另一个流经机翼的下缘,两个质点应在机翼的后端相会合.经过仔细的计算后发觉如依上述理论,上缘的流速不够大,机翼应该无法产生那麼大的升力,现在经风洞实验已证实,两个相邻空气的质点流经机翼上缘的质点会比流经机翼的下缘质点先到达后缘