Какова сила давления струи на плоскость, когда струя воды диаметром 2 см, движущаяся со скоростью 10 м/с, сталкивается
Какова сила давления струи на плоскость, когда струя воды диаметром 2 см, движущаяся со скоростью 10 м/с, сталкивается с неподвижной плоскостью, расположенной перпендикулярно к струе? При этом предполагается, что скорость частиц воды после столкновения с плоскостью равна нулю.
Zmey 17
Для решения данной задачи, мы можем использовать закон сохранения импульса. Импульс тела определяется как произведение его массы на скорость. Закон сохранения импульса утверждает, что суммарный импульс системы тел до и после столкновения остается неизменным, если внешние силы на систему отсутствуют или являются внутренними.Предполагая, что масса струи воды и плоскости бесконечно большие и не изменяют свои скорости в результате столкновения, мы можем записать закон сохранения импульса для системы:
где:
Из условия задачи следует, что скорость струи воды после столкновения равна нулю:
Также, учитывая, что плоскость неподвижная и неизменяется в результате столкновения,
Теперь мы можем записать уравнение сохранения импульса:
Учитывая, что второе слагаемое равно нулю, уравнение упрощается:
Очевидно, что произведение массы на скорость не может быть равно нулю, поэтому мы можем заключить, что масса струи воды
Таким образом, сила давления струи на плоскость будет равна нулю.