问题
问答题
(1)试在下列简化情况下,由牛顿定律和运动学公式导出动量定理表达式.
一个运动质点只受一个恒力作用,沿直线运动.要求:说明推导过程中每步的根据以及最后结果中各项的意义.
(2)质量为500kg的汽艇在静水中以10m/s的速度匀速航行,艇所受阻力与航行速度满足关系:f=kv,其中k=100N•s/m.假设水被螺旋桨向后推出的速度均为8m/s,那么螺旋桨每秒向后推出的水的质量约为多少?
答案
(1)设质点质量m,初速度v0,经时间t速度为vt.
根据牛顿第二定律:F合=ma
由运动学式得a=vt-v0 t
代入得:F合=mvt-v0 t
化简得:F合t=mvt-mv0
F合t-合外力的冲量mvt-质点的末动量 mv0-质点的初动量
(2)牵引力F=f=kv1=100×10=1000N
设螺旋桨每秒向后推出的水的质量为m,则 Ft=mv2-0
代入解得:m=
=Ft v2
=125kg1000×1 8
答:(1)推导过程见上.
(2)螺旋桨每秒向后推出的水的质量约为125kg.