作业帮要实现《流浪地球》里把地球加速到逃逸速度,需要多大发动机,多少能量,多长时间啊!
来源：学生作业帮 编辑：拍题作业网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/04/30 08:33:56
要实现《流浪地球》里把地球加速到逃逸速度,需要多大发动机,多少能量,多长时间啊!
地球质量=5.98*10^24kg, 要使地球脱离太阳引力场的逃逸速度42.1km/s.地球公转速度为30km/s.为了便于计算,质量与速度取近似值地球质量=6*10^24kg,逃逸速度42km/s.E=0.5mv1^2-0.5mv2^2=0.5*6*10^24kg（42km/s^2-30km/s^2）=2.592*10^33J≈2.6*10^33J
需要的发动机看需求.如果大家承受力强可以用强力的,例如产生1G的加速度,但制造来比较麻烦,另外可能导致发动机一侧的大气流失于宇宙中.所以我们考虑0.0001G的加速度,这样每秒加速0.001m/s,相当于每秒速度增加1毫米每秒.就这样从速度30km/s到速度42km/s速度变化了12000m/s,需要的时间是3333.33小时,138.889天（如果加速度更小为0.00001G,时间就为原来的10倍,以此类推）,就这样,发动机需要2.1667*10^26W的功率才能推动.什么概念呢,如果我们用反物质材料,根据质能方程E=mc^2,1kg物质产生9*10^16J的能量,每秒需要2.4*10^9kg的物质就是二十四亿千克合240万吨.整个过程需要2.89*10^16kg的物质,相当于整个地球质量的十亿分之五.百度说泰山质量约为5500亿吨,就要烧掉52.5个泰山.有直观感受了吧.
再问： 额(⊙o⊙)… 好吓人
需要的发动机看需求.如果大家承受力强可以用强力的,例如产生1G的加速度,但制造来比较麻烦,另外可能导致发动机一侧的大气流失于宇宙中.所以我们考虑0.0001G的加速度,这样每秒加速0.001m/s,相当于每秒速度增加1毫米每秒.就这样从速度30km/s到速度42km/s速度变化了12000m/s,需要的时间是3333.33小时,138.889天（如果加速度更小为0.00001G,时间就为原来的10倍,以此类推）,就这样,发动机需要2.1667*10^26W的功率才能推动.什么概念呢,如果我们用反物质材料,根据质能方程E=mc^2,1kg物质产生9*10^16J的能量,每秒需要2.4*10^9kg的物质就是二十四亿千克合240万吨.整个过程需要2.89*10^16kg的物质,相当于整个地球质量的十亿分之五.百度说泰山质量约为5500亿吨,就要烧掉52.5个泰山.有直观感受了吧.
再问： 额(⊙o⊙)… 好吓人