Question

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）．

Answer 1

分析：选在时间△t内与飞船碰撞的微陨石为研究对象，表示出其质量，再根据动量定理即可求解．

解答：解：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=

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．

点评：本题主要考查了动量定理及根据牛顿第三定律的直接应用，难度不大，属于基础题．