Question

科學家設想在未來的航天事業中利用太陽帆來加速星際飛船，“神舟”五號飛船在軌道上運行的期間，地面指揮控制中心成功地實施了飛船上太陽帆板展開的試驗.設該飛船所在地每秒每單位面積(m²)接收的光子數為n,光子平均波長為λ,太陽帆板面積為S,反射率為100%,光子動量p=,設太陽光垂直射到太陽帆板上,飛船總質量為m,求飛船的加速度.

Answer 1

動量為p的光子垂直打到太陽帆板上再反射,動量的改變量
Δp=p_末-p_初="p-(-p)=2p                                                         " ①
此處設末動量方向為正方向,由動量定理FΔt=Δp                                 ②
由牛頓第三定律知,太陽帆板上受到的光壓力F′=F=,由牛頓第二定律:F=ma可得飛船的加速度a==.