Question

2001年9月11日，美国遭受了历史上规模最大、损失最为惨重的恐怖主义袭击，恐怖分子劫持客机分别撞击了纽

2001年9月11日，美国遭受了历史上规模最大、损失最为惨重的恐怖主义袭击，恐怖分子劫持客机分别撞击了纽约的“世贸大楼”和华盛顿的“五角大楼”.其中一架客机拦腰撞到世贸大楼的南部塔楼第60层地方，并引起巨大爆炸，大约1 h后，南部塔楼部分轰然倒塌（高约245 m），灰尘和残骸四处飞溅，300多名救援警察和消防人员没来得及逃生.?我们不妨设置一个情境：当处于倒塌部分正下方的地面人员，看到一块质量约为 4×10 3 kg的楼墙块竖直倒下的同时到作出反应开始逃离需0.2 s的时间，逃离的安全区域为离大厦100 m外（实际的安全区要更远）.设该坠落块与地面作用时间为0.05 s，不计空气阻力， g 取10 m/s 2 .求：（1）地面人员要逃离大厦到安全区至少要以多大速度奔跑？（忽略人的加速时间，百米短跑世界记录为9″79）（2）该坠落块对地产生的平均作用力多大？（3）由于爆炸引起地表震动，设产生的纵波的传播速率 v p ="9.1" km/s,横波的传播速率 v s ="3.1" km/s，设在某处的地震勘测中心记录到两种不同震感之间的时间间隔Δ t 0 =5s,那么观测记录者与震源之间的距离 s 为多少千米？

Answer 1

（1） v ="10.3" m/s （2） F =5.64×10 6 N （3） s ="23.1" km

（1）坠落物做自由落体运动的时间： h = gt 2 ? 落地速度 v 0 = gt   地面人员逃离时间 t ′= t -0.2 逃离速度 v =  求得 t ="7" s  v 0 ="70" m/s  v ="10.3" m/s （2）根据牛顿运动定律可知：（ F - mg ）= ma = m 求得 F =5.64×10 6 N （3）震动同时产生传播，则由匀速运动知 求得 s ="23.1" km