设一个正离子的质量为m,电荷量为q,加速后的速度为v,
根据动能定理,有qU=
mv2,①1 2
设离子推进器在△t时间内喷出质量为△M的正离子,并以其为研究对象,推进器对△M的作用力为F',由动量定理,有F'△t=△Mv ②
由牛顿第三定律知F'=F ③
设加速后离子束的横截面积为S,单位体积内的离子数为n,根据电流的微观表达式有I=nqvs ④
单位时间内喷出离子的个数N=nvs
单位时间内喷出离子的质量J=nmvs ⑤
由④、⑤可得
=I J
,q m
又J=
⑥△M △t
解得U=
.F2 2IJ
故答案为:U=
.F2 2IJ