Question

某航空公司的一架客機在正常航線上作水平飛行時，由于突然受到強大垂直于飛機的氣流的作用，使飛機在10 s內高度下降1700 m，使眾多未系安全帶的乘客和機組人員受到傷害，如果只研究飛機在豎直方向上的運動，且假定這一運動是勻變速直線運動，試計算并說明：
（1）飛機在豎直方向上產生的加速度多大？方向怎樣？
（2）安全帶對乘客的作用力是其重力的多少倍？（g取10 m／s²）
（3）未系安全帶的乘客，相對于機艙向什么方向運動？最可能受到傷害的是人體什么部位？（乘客所系的安全帶使乘客與飛機座椅連為一體）

Answer 1

解：（1）飛機原先是水平飛行，由于垂直氣流的作用，飛機在豎直方向上的運動可看作初速度為零的勻加速度直線運動，根據，得，代入h=1700m，t=10s得m/s²，方向豎直向下
（2）乘客受到重力和安全帶的拉力作用，由牛頓第二定律得F+G=mA，又A=3.4g，解得F＝2.4G
（3）若乘客未系安全帶，飛機向下的加速度為34m/s²，人向下的加速度為10m/s²（重力加速度），飛機向下的加速度大于人的加速度，所以人相對機艙將向上運動，會使頭部受到嚴重傷害