搜狗做题网子弹在太空中发射速度会不会有所提升?
来源：学生作业帮 编辑：搜狗做题网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/06/04 05:57:04
子弹在太空中发射速度会不会有所提升?
有一把枪,它在地球上开枪时,射出的子弹的速度是每秒1公里,如果把它拿到太空中射击,在太空中没有任何阻力的情况下,子弹的速度能否有所提升?大概能提升多少?
有一把枪,它在地球上开枪时,射出的子弹的速度是每秒1公里,如果把它拿到太空中射击,在太空中没有任何阻力的情况下,子弹的速度能否有所提升?大概能提升多少?
这是个很有意思的问题,我们可以讨论一下
假如枪是自动发射的,不需要人握着,并且设在地球上发射时枪是嵌在地球上的
假设子弹的质量为m、枪的质量为M,地球的质量为Me,设子弹火药爆炸的时候释放的能量为E,并且全部转化为机械能
在地球上开枪的时候,根据动量守恒与能量守恒得到
mv=(M+Me)V
E=mv^2/2+(M+Me)V^2/2
解得v^2=2E(M+Me)/m(m+M+Me)
在太空开枪时候,有
mv1=MV1
E=mv1^2/2+MV1^2/2
解得v1^2=2EM/(M+m)
(v1/v)^2=mM(M+Me+m)/(M+m)(M+Me)
假设m=0.005kg,M=5kg,Me=6×10^24kg
代入解得v1/v=0.07
也就是说子弹根本不会变快,而是会变慢,只有在地球上的7％
因为相对于啥也没有的太空,地球相当于刚体,而且地球本身并未参与运动!
以上结论仅仅是用高中物理手段求出来的,极端理想状态下的值!
而且可以证明的是,子弹相对于枪越重,这种减速效应就越来越小,保持枪的重量5kg不变,当子弹为1.25kg的时候,子弹在太空中几乎不减速.当子弹的重量进一步加大的时候,子弹在太空中会加速.
有人会说,如果子弹的质量无限增加,子弹的速度就无限增加,会突破光速.其实当子弹越来越重的时候,这时候我们可以把枪当成子弹,而把子弹看成枪了.所以子弹的速度不可能无限增加,也就不会突破光速,从而突破相对论!
以上讨论的速度仅仅指子弹的初速度!
假如枪是自动发射的,不需要人握着,并且设在地球上发射时枪是嵌在地球上的
假设子弹的质量为m、枪的质量为M,地球的质量为Me,设子弹火药爆炸的时候释放的能量为E,并且全部转化为机械能
在地球上开枪的时候,根据动量守恒与能量守恒得到
mv=(M+Me)V
E=mv^2/2+(M+Me)V^2/2
解得v^2=2E(M+Me)/m(m+M+Me)
在太空开枪时候,有
mv1=MV1
E=mv1^2/2+MV1^2/2
解得v1^2=2EM/(M+m)
(v1/v)^2=mM(M+Me+m)/(M+m)(M+Me)
假设m=0.005kg,M=5kg,Me=6×10^24kg
代入解得v1/v=0.07
也就是说子弹根本不会变快,而是会变慢,只有在地球上的7％
因为相对于啥也没有的太空,地球相当于刚体,而且地球本身并未参与运动!
以上结论仅仅是用高中物理手段求出来的,极端理想状态下的值!
而且可以证明的是,子弹相对于枪越重,这种减速效应就越来越小,保持枪的重量5kg不变,当子弹为1.25kg的时候,子弹在太空中几乎不减速.当子弹的重量进一步加大的时候,子弹在太空中会加速.
有人会说,如果子弹的质量无限增加,子弹的速度就无限增加,会突破光速.其实当子弹越来越重的时候,这时候我们可以把枪当成子弹,而把子弹看成枪了.所以子弹的速度不可能无限增加,也就不会突破光速,从而突破相对论!
以上讨论的速度仅仅指子弹的初速度!