Question

（13分）風(fēng)壓就是垂直于氣流方向上單位面積所受到的風(fēng)的壓力。某工科大學(xué)的學(xué)生研究小組進(jìn)行了風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，研究風(fēng)速和風(fēng)壓之間的關(guān)系，得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表：

風(fēng)速（m/s）	2	4	8	12	16	20	24	32
風(fēng)壓（N/m2）	2.5	10	40	90	160	250	360	640

 

 

 

（1）試通過(guò)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，歸納出風(fēng)速v與風(fēng)壓p之間的定量關(guān)系；

（2）2007年2月28日凌晨1時(shí)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(jié)車廂到第11節(jié)車廂相繼被吹翻。據(jù)鐵路部門設(shè)在沿線的測(cè)風(fēng)儀紀(jì)錄，2月28日2時(shí)前后的平均風(fēng)速為32 m/s，瞬時(shí)風(fēng)速為43.4 m/s。已知每一節(jié)車廂重G＝2´10⁵ N，車廂的高度為h＝3 m，長(zhǎng)度L＝25 m，寬度d＝ 1.5 m，試計(jì)算當(dāng)時(shí)的大風(fēng)對(duì)一節(jié)車廂施加的最大水平推力有多大？

（3）上述大風(fēng)能將列車吹翻嗎？如果能吹翻，試說(shuō)明你作出判斷的依據(jù)是什么？如果不能吹翻，也同樣說(shuō)明理由，并猜測(cè)可能是什么因素使列車發(fā)生翻轉(zhuǎn)的？在緊急情況下，你能否提出應(yīng)急措施并作簡(jiǎn)要說(shuō)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?yàn)?I>M_F＜M_G，所以不會(huì)吹翻（1分）

大量被大風(fēng)卷起的黃沙顆粒對(duì)火車的側(cè)壁的撞擊產(chǎn)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(dòng)到大風(fēng)吹過(guò)來(lái)的那邊