M=100千克,S=45米,m=0.5千克,V=50 m/s,Q=0.00025千克 / 秒
分析:设他瞬间喷出的氧气质量是 Δm 千克,刚好能安全返回,则由动量守恒 得
(M-Δm)V人=(Δm)* V
得喷气后,人返回的速度大小是 V人=(Δm)* V /(M-Δm)
在返回途中的总时间是 t=S / V人=S* (M-Δm)/ [ (Δm)* V ]
他刚好返回到飞船时就消耗尽剩余的氧气,所以有
(m-Δm)/ Q=t
可见,(m-Δm)/ Q=S* (M-Δm)/ [ (Δm)* V ]
整理后,得 V * (Δm)^2-(QS+m * V)* Δm+Q^2 * S*M=0
即 50* (Δm)^2-(0.00025 *45+0.5 * 50)* Δm+0.00025^2 * 45 *100=0
解得瞬间瞬间喷出的氧气质量是 Δm=0.00112 千克