Nhận biết (M1)

Mỗi nhận định sau đây là đúng hay sai khi phân tích các vectơ động lực học của hệ thống tàu vũ trụ động cơ phản lực ion?

Phát biểu	Đúng	Sai
Vectơ động lượng của dòng khí ion Xenon bị phụt ra ngoài và vectơ động lượng tăng thêm của tàu vũ trụ luôn ngược hướng nhau
Nếu vận tốc phụt tương đối của các ion Xenon tăng gấp đôi đồng thời lưu lượng khối lượng phụt giảm một nửa thì lực đẩy phản lực giữ nguyên
Nếu coi khối lượng tàu hằng số kg trong suốt quá trình hoạt động, độ tăng vận tốc của tàu sau ngày bằng m/s
Động cơ phản lực ion hoạt động tối ưu nhất khi tàu di chuyển dọc theo tầng khí quyển dầy đặc vì không khí tạo điểm tựa phản lực tốt hơn chân không

Giải thích đáp án:

(a) Phát biểu a đúng vì: Theo định luật bảo toàn động lượng cho hệ kín ban đầu đứng yên, động lượng toàn phần luôn bằng không, dẫn tới động lượng của khí ion Xenon bay ra và động lượng tàu nhận được có tổng vectơ bằng không, nên chúng phải ngược hướng nhau.

(b) Phát biểu b đúng vì: Lực đẩy phản lực tỉ lệ thuận với cả hai đại lượng . Khi tốc độ phụt tăng gấp đôi () và lưu lượng giảm nửa (), lực đẩy mới bằng đúng lực cũ.

(c) Phát biểu c đúng vì: Độ tăng vận tốc của tàu nếu coi khối lượng tàu không đổi trong ngày hoạt động là:

(d) Phát biểu d sai vì: Động cơ ion sinh ra lực đẩy phản lực vô cùng bé ( N). Nếu di chuyển trong bầu khí quyển dày đặc, lực cản không khí cực lớn sẽ triệt tiêu hoàn toàn lực đẩy phản lực này làm tàu đứng yên. Do đó động cơ ion chỉ hoạt động tối ưu và duy nhất trong môi trường chân không vũ trụ.