一质量为500kg的汽艇,在静水中航行时能达到的最大速度为10m/s,若汽艇的牵引力恒定不变,航行时所受阻力与航行速度满足关系f=kv,其中k=100Ns/m.
(1)求当汽艇的速度为5m/s时,它的加速度;
(2)若水被螺旋桨向后推动的速度为8m/s,则螺旋桨每秒向后推动水的质量为多少?(以上速度均以地面为参考系)
(1)汽艇以v=5m/s速度航行时所受阻力为
f=kv ①
其牵引力为:F=fm=kvm ②
根据牛顿运动定律有:F-f=ma ③
代入数据得:a=1m/s2 ④
(2)水向后的速度为u,根据动量定理有:
F△t=△mu-0 ⑤
代入数据解得:
=△m △t
=125kg/s ⑥F u
答:(1)当汽艇的速度为5m/s时,它的加速度为1m/s2;
(2)若水被螺旋桨向后推动的速度为8m/s,则螺旋桨每秒向后推动水的质量为125kg.