高3物理帮忙解决以下

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/02 07:07:25
有1飞船发动机加速电压为U=50KV的两价氧离子,离子束形成的电流为I=2000A,飞船质量为200KG,求飞船获得的加速度?(E=1.6*10-19C,一个质子质量为U=1.7*10-27KG)

1.根据题意,1s内被发动机加速的氧离子数目N为:
N=Q/q=It/q=2000*1/(2*1.6*10^(-19)] (1)
q表示氧离子带电量,q=2*1.6*10^(-19)C
2.根据动能定理,氧离子离开发动机时获得的速度V为:
Uq=1/2*m*V^2 (2)
3.根据动量定理,发动机对这些(其实就是N个)氧离子的作用力F为:
F*t=Nm*V t=1s (3)
4.根据牛顿第三定律有,N个氧离子对发动机(飞船)的反作用力F' 为:
F'=F (4)
5.根据a=F'/M (M为飞船的质量) (5)
求出飞船的加速度a
5.

外力提供的冲量=动量的变化
F*t=m1*v
外力所做的功=动能变化
U*q=1/2m0*v^2
q=I*t
销掉v
注意氧为-2价

1秒通过两价氧离子的电量为2000C
每个两价氧离子的电量q=2e=3.2*10-19C,每个两价氧离子的质量m=16*1.7*10-27KG=2.72*10^-26KG
每个两价氧离子获得速度v满足mv^2/2=Uq
v=1.08*10^6m/s
1秒通过两价氧离子获得的动量=mv*2000/q
由动量守恒得1秒内飞船获得的动量=mv*2000/q
所以F=mv*2000/q
a=F/M=mv*2000/(q*M)=1.8米每平方秒