Question

为了减少太空污染，一艘航天器在完成预定任务后，要使它坠落销毁，坠落过程可简化为由一个圆轨道开始，经过与大气摩擦，航天器的绝大部分经过升温、熔化最后汽化而销毁，剩下的残片坠入大海．航天器原来的机械能中，除一部分用于销毁和一部分被残片虑坠落过程中化学反应的能量)．已知：

(1)从圆轨道坠落开始时航天器的机械能E＝4.0×10¹²J，质量M＝1.17×10⁵kg．入海时残片的质量m＝1.2×10⁴kg，温度升高Δt＝3.0×10³℃，动能E_k＝0.7×10⁹J；

(2)航天器材每1kg升温1℃平均所需能量c＝1.0×10³J，航天材料每销毁1kg平均所需能量μ＝1.0×10⁷J．

试导出用以上所列各物理量的符号表示出的表达式，并估算出的数值．

Answer 1

答案：
解析：

航天器材销毁所需能量 　　E销＝(M－m)μ 　　＝(1.17×105－1.2×104)×1.0×107J 　　＝1.05×1012J 　　E残＝Q＝cmΔt＝1.0×103×1.2×104×3.0×103J 　　＝3.6×1010J 　　由能量守恒定律得：E＝E销＋E残＋Ek＋， 　　故＝E－E销－E残－Ek 　　＝E－(M－m)μ－cmΔt－Ek 　　＝4.0×1012J－1.05×1012J－3.6×1010J－0.7×109J 　　≈2.9×1012J