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^－4kg/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

答案：
解析：

解析：反冲运动中动量守恒，根据动量守恒定律计算出宇航员释放氧气后获得的反冲速度． 　　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， 　　宇航员释放氧气后获得的反冲速度为 　　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＝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．