Question

К стене прикреплен шланг, изогнутый под прямым углом. Из шланга вытекает вода со скоростью 10 м/с. Найдите горизонтальную составляющую силы, с которой шланг давит на стену. Площадь сечения шланга 10 см2, плотность воды.

Answer 1

Легко. m*v/t | t=1 | m=v*s*p | p - плотность | m=10 кг | 10*10/1= 100Н

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения импульса. Горизонтальная составляющая силы, с которой шланг давит на стену, равна изменению горизонтального импульса воды.

По закону сохранения импульса, изменение импульса равно силе, действующей на объект, умноженной на время действия этой силы.

В данном случае, сила, с которой шланг давит на стену, равна изменению горизонтального импульса воды, а время действия этой силы равно времени, в течение которого вода вытекает из шланга.

Для начала, найдем массу воды, вытекающей из шланга. Масса воды можно вычислить, умножив плотность воды на объем воды:

Масса воды = плотность воды × объем воды

Плотность воды обычно составляет около 1000 кг/м^3, а объем воды можно вычислить, умножив скорость вытекания воды на площадь сечения шланга и время, в течение которого вода вытекает из шланга:

Объем воды = скорость вытекания воды × площадь сечения шланга × время

Теперь мы можем вычислить массу воды, вытекающей из шланга.

Затем, чтобы найти изменение горизонтального импульса воды, мы можем использовать следующую формулу:

Изменение горизонтального импульса воды = масса воды × изменение горизонтальной скорости воды

Так как начальная горизонтальная скорость воды равна 0 (вода вытекает под прямым углом), изменение горизонтальной скорости воды равно горизонтальной скорости вытекания воды.

Теперь мы можем вычислить горизонтальную составляющую силы, с которой шланг давит на стену, используя формулу:

Горизонтальная сила = изменение горизонтального импульса воды / время действия силы

Теперь давайте подставим значения.

Пусть плотность воды равна 1000 кг/м^3, площадь сечения шланга равна 10 см^2 (10^(-3) м^2), скорость вытекания воды равна 10 м/с и время действия силы равно t секундам.

Найдем сначала массу воды:

Масса воды = 1000 кг/м^3 × (10 м/с × 10^(-3) м^2 × t)

Теперь найдем изменение горизонтального импульса воды:

Изменение горизонтального импульса воды = масса воды × горизонтальная скорость вытекания воды

Так как начальная горизонтальная скорость воды равна 0, изменение горизонтальной скорости воды равно горизонтальной скорости вытекания воды:

Изменение горизонтального импульса воды = масса воды × 10 м/с

Наконец, найдем горизонтальную силу:

Горизонтальная сила = изменение горизонтального импульса воды / t

Теперь у нас есть формулы, которые позволят нам вычислить горизонтальную составляющую силы, с которой шланг давит на стену.