一艘帆船在靜水中由于風力的推動做勻速直線運動，帆面的面積為s=10平方米,風速為v1=10米每秒，船速為v2=4米每秒，空氣密度為ρ=1.29千克每立方米，帆船在勻速前進時受到的平均風力大小為多少？一種解法是：F△t=ρ*s*(v1-v2)*△t*(v1-v2)另一種解法是：F△t=ρ*s*v1*△t*(v1-v2)還有一種觀點是：F△t=ρ*s*(v1-v2)*△t*2*(v1-v2)請專家定奪！

熱心網友

產生以上三種答案的主要原因是:對于風吹到帆面后運動狀態的判定.第一種解法的思維是基于風吹到帆后其速與帆同步----△t時間質量為M(=ρ*s*(v1-v2)*△t)，風的速度減少量為(v1-v2)，其動量減少量為二者積=ρ*s*(v1-v2)*△t*(v1-v2)＝－f△t＝Ｆ△t第二種解法的思維是基于風吹到帆后其速為０——這時風的速度減少量為v1第三種解法的思維是基于把風想象為無數個質量很小單元，當吹到帆（帆速為v2）其速變為-(v1-２v2)——根據動量守恒定律，方向向后，這時風的速度減少量為v1-（-(v1-２v2)）＝2*(v1-v2)。而實際情況更接近的是第一種，當風吹到帆后大部分是向側面吹去，其水平速度接近船速。

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產生以上三種答案的主要原因是:對于風吹到帆面后運動狀態的判定.第一種解法的思維是基于風吹到帆后其速與帆同步----△t時間質量為M(=ρ*s*(v1-v2)*△t)，風的速度減少量為(v1-v2)，其動量減少量為二者積=ρ*s*(v1-v2)*△t*(v1-v2)＝－f△t＝Ｆ△t第二種解法的思維是基于風吹到帆后其速為０——這時風的速度減少量為v1第三種解法的思維是基于把風想象為無數個質量很小單元，當吹到帆（帆速為v2）其速變為-(v1-２v2)——根據動量守恒定律，方向向后，這時風的速度減少量為v1-（-(v1-２v2)）＝2*(v1-v2)。而實際情況更接近的是第一種，當風吹到帆后大部分是向側面吹去，其水平速度接近船速。

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ρ*s*(v1-v2)*△t=M是△t時間內吹到帆面上的空氣的平均質量。而平均風力大小=F△t=M*v1=ρ*s*v1*△t*(v1-v2)即第二種表示正確。補充：平均風力大小應該只與風自身要素有關，不會隨船速大小而改變。