Question

一個連同裝備共有100 kg的宇航員，脫離宇宙飛船后，在離飛船45 m處，與飛船處于相對靜止狀態．他帶著一個裝有0.5 kg氧氣的貯氧筒，貯氧筒有個可以使氧氣以50 m/s的速度噴出的噴嘴．宇航員必須向著與返回飛船相反的方向釋放氧氣，才能回到飛船上去，同時又必須保留部分氧氣供他在飛回飛船的途中呼吸．宇航員呼吸的耗氧率為2.5×10^－4kg/s，如果他在開始返回的瞬時釋放0.1 kg的氧氣，則他能安全返回飛船嗎？

Answer 1

答案：
解析：

解析：反沖運動中動量守恒，根據動量守恒定律計算出宇航員釋放氧氣后獲得的反沖速度． 　　宇航員釋放氧氣后獲得的反沖速度為v1，噴出氧氣的速度為v2，由動量守恒定律得(M－m)v1－mv2＝0， 　　宇航員釋放氧氣后獲得的反沖速度為 　　v1＝＝m/s＝5×10－2 m/s． 　　宇航員返回飛船需要的時間為t＝＝s＝900 s． 　　在這一段時間內他需呼吸的氧氣的質量為＝2.5×10－4×900 kg＝0.225 kg， 　　由于他需要呼吸的氧氣質量小于貯氧筒中剩余的氧氣質量，所以他能安全返回飛船．