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13分)风压就是垂直于气流方向上单位面积所受到的风的压力。某工科大学的学生研究小组进行了风洞实验,研究风速和风压之间的关系,得到的实验数据见下表:

风速m/s

2

4

8

12

16

20

24

32

风压N/m2

2.5

10

40

90

160

250

360

640

 

 

 

1试通过对上述实验数据的分析,归纳出风速v与风压p之间的定量关系;

22007228日凌晨155左右,从乌鲁木齐驶往阿克苏的5806次列车遭遇特大沙尘暴,列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻。据铁路部门设在沿线的测风仪纪录,2282前后的平均风速为32 m/s,瞬时风速为43.4 m/s。已知每一节车厢重G2´105 N,车厢的高度为h3 m,长度L25 m,宽度d 1.5 m,试计算当时的大风对一节车厢施加的最大水平推力有多大?

3)上述大风能将列车吹翻吗?如果能吹翻,试说明你作出判断的依据是什么?如果不能吹翻,也同样说明理由,并猜测可能是什么因素使列车发生翻转的?在紧急情况下,你能否提出应急措施并作简要说明。

答案

解析

1P3分)

2FPS×3×2588292 N2分)

3MFF1.3×105 Nm2分),MGG2×105×0.751.5×105 Nm2分)

因为MFMG,所以不会吹翻(1分)

大量被大风卷起的黄沙颗粒对火车的侧壁的撞击产生一水平推力(1分)

紧急打开火车两边的车窗(2分)、或火车上的乘客移动到大风吹过来的那边

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