14 Просмотров

Задание:

Космонавт массой 200 кг (в скафандре), находясь на космической орбите, решил выйти в открытый космос, погулять и вернуться на борт космического корабля. Он шагнул в открытый космос со скоростью 6 км/ч. В результате космический корабль массой 400 т также стал двигаться. В каком направлении и с какой скоростью стал двигаться космический корабль? Есть ли возможность у космонавта вернуться? Какие меры он должен был предусмотреть, чтобы выйти в космос без опасности потеряться?

Ответ на задание:

Когда космонавт выходит в открытый космос и начинает двигаться со скоростью, сохранение импульса приводит к тому, что исходный объект (космонавт) и корабль начинают двигаться в противоположных направлениях.

Исходный импульс системы до выхода космонавта в открытый космос равен нулю, и он сохраняется в процессе. Масса космонавта в скафандре – 200 кг, его скорость – 6 км/ч (1.67 м/с). Масса корабля – 400 т (400,000 кг), его скорость будет равна ( ​\( \frac{200 , \text{кг} \times 1.67 , \text{м/с}}{400,000 , \text{кг}} \)​).

Теперь можно найти скорость и направление движения корабля:

\[ \text{Импульс космонавта} = \text{Импульс корабля} \]

\[ 200 , \text{кг} \times 1.67 , \text{м/с} = 400,000 , \text{кг} \times \text{скорость корабля} \]

\[ \text{скорость корабля} = \frac{200 , \text{кг} \times 1.67 , \text{м/с}}{400,000 , \text{кг}} \approx 0.000835 , \text{м/с} \]

Таким образом, корабль будет двигаться в противоположном направлении со скоростью около (​\( 0.000835 , \text{м/с} \)​). Космонавт не сможет вернуться к кораблю без дополнительных средств передвижения, так как его скорость слишком низкая для преодоления относительной скорости с кораблем.

Чтобы предотвратить потерю в открытом космосе, космонавт должен был быть привязан к кораблю с помощью тросов или использовать специальные инструменты передвижения, такие как реактивные ранцы.