Question

“和平”號空間站已于2001年3月23日成功地墜落在南太平洋海域，墜落過程可簡化為從一個近圓軌道(可近似看做圓軌道)開始，經過與大氣摩擦，空間站的絕大部分經過升溫而熔化，最后汽化而銷毀，剩下的殘片墜入大海．此過程中，空間站原來的機械能中，還有一部分能量通過其他方式散失(不考慮墜落過程中化學反應的能量)．

(1)推導出用下列各物理量的符號表示散失能量的公式．

(2)算出的數值(結果保留兩位有效數字)．

墜落開始時空間站的質量；

軌道離地面的高度為h=146km；

地球半徑；

墜落空間范圍內重力加速度可看作g(g取)；

入海殘片的質量；

入海殘片的溫度升高D T=3000K；

入海殘片的入海速度為聲速v=340m/s；

空間站材料每1kg升溫1K平均需能量；

每銷毀1kg材料平均所需能量．

Answer 1

答案：略
解析：

注意總能量守恒及各種不同能量的表達式． (1)；(2) (1)取地面不參考面，開始時空間站在近圓軌道的勢能 設空間站在近圓軌道上的速度為v，則 r=R＋h　　　　　　③ 空間站在近圓軌道上的動能 解式②③④得 在近圓軌道上空間站的機械能 在墜落過程中，用于銷毀部分所需的能量為 ．使殘片升溫所需的能量．殘片動能．由總動能守恒得 ， ．代入數值得．