21.
(2021高二下·台州期末)
如图甲所示,我国歼-15舰载机已能在“辽宁号”和“山东号”航空母舰上着舰,它的阻拦系统原理是,飞机着舰时,通过阻拦索对舰载机施加作用力,使舰载机在甲板上短距离滑行后停止。新一代航母阻拦系统的研制引入了电磁阻拦技术,基本原理如图乙所示:在航母甲板上装有两相互平行间距为
的水平金属导轨
和
,
间接一阻值为
的电阻,一根质量为
、长度为
的金属棒
垂直搁置在两导轨之间,金属棒与导轨接触良好,电阻值也为
,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为
。着舰时,质量为
的舰载机以
的速度着落,通过绳索钩住轨道上的金属棒,同时关闭动力系统,舰载机和金属棒一起减速滑行,经过时间
后停下。已知舰载机减速运动时的阻力是其重力的
倍,绳索与金属棒绝缘,不考虑绳索的长度变化。求: