高中物理选修3-5动量定理1.宇宙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速度不变的问题.假设一宇宙飞船以v=2.0*10^3m/s的速度进入密度ρ=2.

Question

高中物理选修3-5动量定理
1.宇宙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速度不变的问题.假设一宇宙飞船以v=2.0*10^3m/s的速度进入密度ρ=2.0*10^-6kg/m³的微粒尘区,飞船垂直于运动方向上的最大截面积S=5m²,且认为微粒与飞船相碰后都附着在飞船上,则飞船要保持速度v,所需推理多大?
PS：这题和密度截面积有什么关系?

Answer 1

解析:取尘埃质量元Δm,其相对飞船的速度由v在时间Δt内减为零,则根据牛顿第二定律,质量元受到飞船的平均制动力F=ΔmvΔt,Δm=ρSvΔt,则F=ρSv?2;根据牛顿第三定律可知,飞船受到的尘埃的平均制动力?F′=-F=-ρSv?2,方向与飞船飞行方向相反.