Question

14、（16分）1903年飛機問世，1912年就發(fā)生了第一例鳥撞飛機事件——一架飛往南美洲的飛機被一只海鷗撞得操縱失靈，墜入大海。隨著航空業(yè)的發(fā)展，鳥撞飛機事件與日俱增。在我國，鳥撞飛機事件也屢有發(fā)生。1977年，某部飛行大隊長安風亭率四機進行低空飛行，一隊雁群迎著飛機飛來，一聲巨響，前風擋玻璃和左風擋玻璃被撞碎，強大的冷氣流夾帶著雁的血肉皮毛和玻璃碎片向安風亭襲來，安風亭臨安不懼、沉著駕駛，終于平安著陸。據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)在全世界每年約發(fā)生一萬起鳥撞飛機事件。試通過一定的分析和計算說明小小鳥兒為什么會撞毀飛機這個龐然大物？（可以參考的數(shù)據(jù)：鳥的長度約為０.20m，質量為0.5kg，飛機的速度300m/s）

Answer 1

14、設小鳥的質量為m,且m=0.5kg，小鳥飛行的速度大小為v；設飛機的質量為M，且M>>m，飛機飛行的速度大小為V，且V=300m/s 有V>>v，設小鳥與飛機相向而飛，迎頭相撞。設飛機的飛行方向為正方向，由動量守恒，MV-mv=(M+m)V_共，得V_共= （MV-mv）/(M+m) 

設，在相撞的極短時間里，飛機和小鳥之間的平均作用力為F，對小鳥使用動量定理，有：

FΔt= m V_共-（- mv）= m V_共+mv=m（MV-mv）/(M+m)+mv，由于M>>m，V>>v，所以，有

F≈mV/Δt   設小鳥身長為L，且L≈０.20m  所以Δt≈L/V  即F≈mV²/L=2.25×10⁵N，系統(tǒng)損失的動能ΔE_K≈mV²≈2.25×10⁴ J，通過近似計算可知：鳥對飛機的平均沖力與鳥和飛機的（相對）速度的平方成比，對飛機的平均沖擊達22.5噸重，所釋放用于破壞的能量不亞于一顆炸彈．