Question

一个连同装备共有100 kg的宇航员，脱离宇宙飞船后，在离飞船45 m处与飞船处于相对静止状态.他带着一个装有0.5 kg氧气的贮氧筒，贮氧筒有个可以使氧气以50 m/s的速度喷出的喷嘴.宇航员必须向着与返回飞船相反的方向释放氧气，才能回到飞船上去，同时又必须保留部分氧气供他在飞回飞船的途中呼吸.宇航员呼吸的耗氧率为2.5×10^－4 kg/s，如果他在开始返回的瞬时释放0.1 kg的氧气，则他能安全返回飞船吗?

Answer 1

解析：宇航员释放氧气后获得的反冲速度为v₁，喷出氧气的速度为v₂，由动量守恒定律得 (M-m)v₁-mv₂=0，v₁== m/s=5×10^-2 m/s.宇航员返回飞船需要的时间为t== s=900 s.在这一段时间内他需呼吸的氧气的质量为m′=2.5×10^-4×  900 kg＝0.225 kg.由于他需要呼吸的氧气质量小于贮氧筒中剩余的氧气质量，所以他能安全返回飞船.

答案：能