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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).
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
F=
mv
△t
=ρSv2=10-7×2×(104)2N=20N

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.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

有一宇宙飞船,以v=10 km/s的速度进入分布均匀的宇宙微粒区,飞船每前进s=1 km与n=1×104个微粒相碰.已知每个微粒的质量m=2×10-4 g.假如微粒与飞船碰撞后附于飞船上,则要保持飞船速度不变,飞船的牵引力应增加多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

我国的“神舟”五号载人飞船顺利地绕地球飞行14圈后胜利返回地面,做到人船安全着陆,这是我国航天史上的一个“里程碑”.其实飞船在飞行过程中有很多技术问题需要解决,其中之一就是当飞船进入宇宙微粒尘区时如何保持飞船速度不变的问题,我国科学家将这一问题早已解决,才使得“神舟”五号载人飞船得以飞行成功.假如有一宇宙飞船,它的正面面积为S=0.98 m2,以v=2×103 m/s的速度进入宇宙微粒尘区,尘区每1 m3空间有一微粒,每一微粒平均质量m=2×10-4 g,若要使飞船速度保持不变,飞船的牵引力应增加多少?(设微粒尘与飞船相碰后附着于飞船上)

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有一宇宙飞船,它的正面面积S=0.98 m2,以v=2×103m/s的速度飞入一宇宙微尘区,此尘区1 m3空间有一个微粒,每一个微粒的平均质量m=2×10-4g.设微尘与飞船外壳碰撞后附着于飞船上,要使飞船速度保持不变,飞船的牵引力应增加__________N.

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