“和平号”空间站已于2001年3月23日成功地坠落在南太平洋海域,
坠落过程可简化为从一个近圆轨道(可近似看作圆轨道)开始,经过与大气摩擦,空间站的绝大部分经过升温、熔化,最后汽化而销毁,剩下的残片坠入大海.此过程中,空间站原来的机械能中,除一部分用于销毁和一部分被残片带走外,还有一部分能量通过其他方式散失(不考虑坠落过程中化学反应的能量).
(1)试导出用以下列各物理量的符号表示散失能量的公式;
(2)算出的数值.(结果保留两位有效数字)
坠落开始时空间站的质量;
轨道离地面的高度;
地球半径;
坠落空间范围内重力加速度可看作;
入海残片的质量;
入海时残片的温度比坠落开始时升高;
入海残片的入海速度为声速v=340m/s;
空间站材料每1kg升温1K平均所需能量;
每销毁1kg材料平均所需能量为.
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(1)试导出以下列各物理量的符号表示散失能量E′的公式;
(2)算出E′的值(结果保留两位有效数字).
坠落开始时空间站的质量M=1.17×105 kg;
轨道离地面的高度h=146 km;
地球半径R=6.4×106 m;
坠落空间范围内重力加速度可看作g=10 m/s2;
入海残片的质量
m=1.2×104 kg;
入海残片的温度升高
ΔT=3 000 K;
入海残片的入海速度为声速
v=340 m/s;
空间站材料每1 kg升温1 K平均所需能量
c=1.0×103 J;
每销毁1 kg材料平均所需能量
μ=1.0×107 J.
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