Question

2010年3月21日零晨5時(shí)左右，颶風(fēng)（空氣大氣旋）“烏盧伊”襲擊了澳大利亞東北部昆士蘭州海岸，造成當(dāng)?shù)丶s6萬戶居民斷電，部分居民住宅門窗、護(hù)欄損壞，一些房屋房頂被掀起．颶風(fēng)強(qiáng)度為三級，風(fēng)速每小時(shí)200公里，空氣密度ρ=1.3kg/m³，防浪墻高h(yuǎn)=100m、總長L=720m，颶風(fēng)垂直撞到防浪墻后速度變?yōu)榱�，只考慮颶風(fēng)對防浪墻的作用，由此可估算出颶風(fēng)對防浪墻的沖擊力為多大？

Answer 1

分析：取一段時(shí)間內(nèi)相撞的空氣柱進(jìn)行研究，由動(dòng)量定理可求得風(fēng)對防波墻的沖擊力．

解答：解：以經(jīng)過△t時(shí)間與防浪墻相撞的空氣柱為研究對象：
由質(zhì)量公式知：△m=ρLhv△t①
△m小段空氣柱遇到防浪墻后其速度變?yōu)榱�，設(shè)防浪墻對空氣的阻力為F
由動(dòng)量定理知：F△t=0-△mv②
聯(lián)立①②知：F=-ρLhv²=-2.89×10⁸N③
由牛頓第三定律知颶風(fēng)對防浪墻的作用力為2.89×10⁸N；
答：颶風(fēng)對防浪墻的沖擊力為2.89×10⁸N．

點(diǎn)評：本題考查動(dòng)量定理的應(yīng)用，注意應(yīng)選取正確的研究對象再進(jìn)行分析．