载人气球原静止于高h的高空,气球质量为M,人的质量为m,若人沿绳梯滑至地面,则绳梯至少为多长?
问题描述:
载人气球原静止于高h的高空,气球质量为M,人的质量为m,若人沿绳梯滑至地面,则绳梯至少为多长?
答
设人沿绳梯滑至地面,绳梯长度至少为L.以人和气球的系统为研究对象,竖直方向动量守恒,规定竖直向下为正方向可得:
0=Mv2+mv1①
人沿绳梯滑至地面时,气球上升的高度为L-h,速度大小v2=
,②L−h t
人相对于地面下降的高度为h,速度大小为v1=
③h t
将②③代入①得
0=M(-
)+m•L−h t
h t
解得L=
hM+m M
答:若人沿绳梯滑至地面,绳梯长度至少为L=
h.M+m M