A-level 物理学（进阶物理学）/火箭、软管和机枪
我们已经看到力是动量变化率。这适用于动量的连续流动以及碰撞。
如果我有一把机枪，爆炸会赋予质量为 m 的子弹动量，使其以速度 v 运动。这种情况每秒发生多次 - 子弹的动量在变化，因此对它们作用着一个大致连续的力。当然，动量必须守恒。每次机枪发射子弹时，都会导致机枪动量发生变化。总体而言，这会导致机枪受到一个与作用在子弹上的力大小相等、方向相反的大致连续的力。
如果我有一个水箱和一条软管，带有一个泵，我将水从水箱中抽出，就会发生类似的事情 - 一个力将我推开水流方向。这个力等于水的流量（以 kg/s 为单位）乘以它的速度。请记住，1 升水的质量约为 1 kg。
火箭的工作原理就是如此 - 它们排出燃料，使燃料获得动量。这会导致火箭产生推力。在设计火箭推进系统时，目标是让燃料在单位质量下获得尽可能高的速度，以使系统燃料效率高，并获得足够大的动量变化。
1. 一把机枪每分钟发射 300 颗 5 克子弹，速度为 800 米/秒。作用在枪上的力是多少？
2. 在 5 秒内从水箱中抽出一升水，通过软管排出。如果作用在水箱上的力为 2 牛顿，水离开软管的速度是多少？
3. 如果软管连接到自来水管，上述公式会出现什么问题？
4. 土星 5 号火箭第一级的推力为 34 兆牛顿，使用 131000 公斤固体燃料，持续时间为 168 秒。燃料离开油箱的速度是多少？
5. 地球的逃逸速度为 11 公里/秒。如果火箭的总质量为 3 x 10^6 公斤，第一级燃料耗尽后火箭的速度是多少？这与逃逸速度相比如何？