Какова длина пробега самолета перед взлетом, при условии, что его двигатели имеют мощность 820 кВт, масса самолета составляет 5,2 тонны, скорость достигает 32 м/с, а коэффициент сопротивления составляет 0,04?
Ярус_4761
Для решения данной задачи мы можем использовать формулу для работы силы сопротивления на взлете самолета:
\[ F_{\text{сопр}} = \frac{1}{2} \cdot \rho \cdot S \cdot v^2 \cdot C_{\text{сопр}} \]
Где:
\( F_{\text{сопр}} \) - сила сопротивления (Н);
\( \rho \) - плотность воздуха (кг/м\(^3\));
\( S \) - площадь поперечного сечения самолета (м\(^2\));
\( v \) - скорость самолета (м/с);
\( C_{\text{сопр}} \) - коэффициент сопротивления.
Сначала нам нужно найти плотность воздуха. Возьмем ее значение при комнатной температуре (20°C) и нормальном давлении (101,325 кПа):
\[ \rho = \frac{P}{R \cdot T} \]
Где:
\( P \) - давление (Па);
\( R \) - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К));
\( T \) - температура (К).
Подставим значения в формулу:
\[ \rho = \frac{101325}{8.314 \cdot 293} \approx 1.225 \, \text{кг/м}^3 \]
Теперь определим площадь поперечного сечения самолета. Предположим, что его форма примерно прямоугольная и можно использовать следующую формулу:
\[ S = \text{длина} \times \text{ширина} \]
В данной задаче длина и ширина самолета не указаны, поэтому для примера возьмем значения 25 м и 5 м соответственно:
\[ S = 25 \times 5 = 125 \, \text{м}^2 \]
Теперь подставим все значения в исходную формулу:
\[ F_{\text{сопр}} = \frac{1}{2} \cdot 1.225 \cdot 125 \cdot (32^2) \cdot 0.04 \approx 7879 \, \text{Н} \]
Нам также известно, что работа силы сопротивления равна работе мощности двигателя:
\[ A = \frac{W}{t} \]
Где:
\( A \) - работа силы сопротивления (Дж);
\( W \) - мощность двигателя (Вт);
\( t \) - время (с).
Работа силы сопротивления также может быть выражена через силу сопротивления и пройденное расстояние \( s \):
\[ A = F_{\text{сопр}} \cdot s \]
Теперь найдем расстояние \( s \):
\[ s = \frac{A}{F_{\text{сопр}}} \]
Подставим значения:
\[ s = \frac{820 \times 10^3}{7879} \approx 104 \, \text{м} \]
Таким образом, длина пробега самолета перед взлетом составляет около 104 метров.
\[ F_{\text{сопр}} = \frac{1}{2} \cdot \rho \cdot S \cdot v^2 \cdot C_{\text{сопр}} \]
Где:
\( F_{\text{сопр}} \) - сила сопротивления (Н);
\( \rho \) - плотность воздуха (кг/м\(^3\));
\( S \) - площадь поперечного сечения самолета (м\(^2\));
\( v \) - скорость самолета (м/с);
\( C_{\text{сопр}} \) - коэффициент сопротивления.
Сначала нам нужно найти плотность воздуха. Возьмем ее значение при комнатной температуре (20°C) и нормальном давлении (101,325 кПа):
\[ \rho = \frac{P}{R \cdot T} \]
Где:
\( P \) - давление (Па);
\( R \) - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К));
\( T \) - температура (К).
Подставим значения в формулу:
\[ \rho = \frac{101325}{8.314 \cdot 293} \approx 1.225 \, \text{кг/м}^3 \]
Теперь определим площадь поперечного сечения самолета. Предположим, что его форма примерно прямоугольная и можно использовать следующую формулу:
\[ S = \text{длина} \times \text{ширина} \]
В данной задаче длина и ширина самолета не указаны, поэтому для примера возьмем значения 25 м и 5 м соответственно:
\[ S = 25 \times 5 = 125 \, \text{м}^2 \]
Теперь подставим все значения в исходную формулу:
\[ F_{\text{сопр}} = \frac{1}{2} \cdot 1.225 \cdot 125 \cdot (32^2) \cdot 0.04 \approx 7879 \, \text{Н} \]
Нам также известно, что работа силы сопротивления равна работе мощности двигателя:
\[ A = \frac{W}{t} \]
Где:
\( A \) - работа силы сопротивления (Дж);
\( W \) - мощность двигателя (Вт);
\( t \) - время (с).
Работа силы сопротивления также может быть выражена через силу сопротивления и пройденное расстояние \( s \):
\[ A = F_{\text{сопр}} \cdot s \]
Теперь найдем расстояние \( s \):
\[ s = \frac{A}{F_{\text{сопр}}} \]
Подставим значения:
\[ s = \frac{820 \times 10^3}{7879} \approx 104 \, \text{м} \]
Таким образом, длина пробега самолета перед взлетом составляет около 104 метров.
Знаешь ответ?