1. 火箭喷气发动机每次喷出m=200g的气体,气体离开发动机喷出时的速度v=1000m/s,设火箭质量M=300KG,发动机每秒喷气20次.求:
运动第1秒末,火箭的速度多大?
这是动量守恒的问题.
把一秒内的20次喷气看做一个整的过程.
一秒喷气质量为m=20*200*10^-3=4kg
喷气后:mv=(M-m)V 解得火箭速度为V约等于13.5m/s
2. 一火箭喷气发动机每次喷出m=200g的气体,气体离开发动机喷出时的速度v=1000m/s,设火箭质量M=300kg,发动机每秒喷气20次
(1)当第三次气体喷出后,火箭的速度多大?
(2)运动第1s末,火箭的速度多大?
分析 以火箭整体为研究对象,由动量守恒定律可以求出火箭的速度.
解答 解:(1)第三次气体喷出后,共喷出的气体质量m1=3×0.2=0.6kg,以火箭初速度方向
为正方向,根据动量守恒定律得:
(M-m1)v1-m1v=0
解得:v1=m1v/(Mm1)=0.6×1000/(300−0.6) =2.0m/s
(2)1s末发动机喷出20次,共喷出的气体质量为
m=20×0.2kg=4kg,根据动量守恒定律得:
(M-m)V-mv=0
则得火箭1s末的速度大小为
V=mv/(Mm)=4×1000/(300−4) m/s=13.5m/s
答:(1)当第三次气体喷出后,火箭的速度为2.0m/s;
v10发动机(2)运动第1s末,火箭的速度为13.5m/s.