91 學年度學科能力測驗自然考科 第 63 題

財團法人大學入學考試中心基金會

甲、乙、丙三位學生對飛機如何獲得向前推進的作用力,為何能由地面起飛升空,並且能在天空中飛行,不致墜落,各有不同的主張。

對於飛機如何獲得向前推進的作用力或加速度,甲認為起落架上的輪子必須轉動,在地面跑道施給輪胎的摩擦力推動下,飛機才能獲得前進的加速度;乙則認為飛機的螺旋槳或渦輪機必須轉動,將周圍空氣吹向飛機後方,在空氣的反作用力推動下,飛機才能獲得前進的加速度;丙則認為飛機的引擎,不論周圍有無空氣,均能使其燃料迅速燃燒,當廢氣向後噴出時,飛機獲得反作用力,因此能向前加速。

至於飛機為何能夠由地面起飛升空,而在空中時,為何又能維持飛行高度,不會墜落,甲和乙都認為這是由於飛機前進時,流過機翼上方與下方的空氣,速率不同,使機翼下方的空氣壓力較上方為大。因此,當飛機沿水平方向快速前進時,機翼上方與下方受到的壓力不同,可以產生鉛直向上的作用力(稱為升力),以克服重力,飛機因而得以升空,並在空中保持飛行高度,不致墜落。丙則認為飛機依靠向前的推進力,就能起飛升空,並改變飛行方向,進入一定的軌道,在重力作用下繞著地球飛行。

依據以上所述,回答60-63題。

甲、乙兩學生主張飛機的升力來自機翼上、下方的空氣壓力差,而根據白努利方程式,在穩定的氣流中,流速愈快的地方,氣體的壓力愈小。如果飛機由水平地面起飛或在大氣中飛行時,流經機翼的空氣可視為穩定的氣流,則依據甲、乙兩學生的主張,下列敘述,何者正確?

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