问题
问答题
有一宇宙飞船以v=10km/s在太空中飞行,突然进入一密度为ρ=10-7kg/m3的微陨石尘区,假设微陨石与飞船碰撞后即附着在飞船上.欲使飞船保持原速度不变,试求飞船的助推器的助推力应增大为多少.(已知飞船的正横截面积S=2m2).
答案
选在时间△t内与飞船碰撞的微陨石为研究对象,其质量应等于底面积为S,高为v△t的直柱体内微陨石尘的质量,
即m=ρSv△t,初动量为0,末动量为mv.
设飞船对微陨石的作用力为F,由动量定理得:F•△t=mv-0
则F=
=ρSv2=10-7×2×(104)2N=20Nmv △t
根据牛顿第三定律可知,微陨石对飞船的撞击力大小也等于20N.
答:飞船要保持原速度匀速飞行,助推器增大的推力应为20N.