Question

（13分）風壓就是垂直于氣流方向上單位面積所受到的風的壓力。某工科大學的學生研究小組進行了風洞實驗，研究風速和風壓之間的關系，得到的實驗數據見下表：

風速（m/s）	2	4	8	12	16	20	24	32
風壓（N/m2）	2.5	10	40	90	160	250	360	640

 

 

 

（1）試通過對上述實驗數據的分析，歸納出風速v與風壓p之間的定量關系；

（2）2007年2月28日凌晨1時55分左右，從烏魯木齊駛往阿克蘇的5806次列車遭遇特大沙塵暴，列車從第1節車廂到第11節車廂相繼被吹翻。據鐵路部門設在沿線的測風儀紀錄，2月28日2時前后的平均風速為32 m/s，瞬時風速為43.4 m/s。已知每一節車廂重G＝2´10⁵ N，車廂的高度為h＝3 m，長度L＝25 m，寬度d＝ 1.5 m，試計算當時的大風對一節車廂施加的最大水平推力有多大？

（3）上述大風能將列車吹翻嗎？如果能吹翻，試說明你作出判斷的依據是什么？如果不能吹翻，也同樣說明理由，并猜測可能是什么因素使列車發生翻轉的？在緊急情況下，你能否提出應急措施并作簡要說明。

Answer 1

解析：

（1）P＝（3分）

（2）F＝PS＝×3×25＝88292 N（2分）

（3）M_F＝F＝1.3×10⁵ Nm（2分），M_G＝G＝2×10⁵×0.75＝1.5×10⁵ Nm（2分）

因為M_F＜M_G，所以不會吹翻（1分）

大量被大風卷起的黃沙顆粒對火車的側壁的撞擊產生一水平推力（1分）

緊急打開火車兩邊的車窗（2分）、或火車上的乘客移動到大風吹過來的那邊