ответ: площадь сечения струи ≈ 4,4 см²
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.
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/ 2.2813 = 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.
