Задача по физике Из брандспойта, поднятого над поверхностью Земли на высоту 2,5 м,
бьет струя воды под углом 36° к горизонту и падает на землю на расстоянии
15 м от того места, над которым находится брандспойт. Определить, на
какую максимальную высоту поднимается струя воды, радиус кривизны
струи в высшей точке, скорость воды в момент падения на землю и объем
воды, подаваемой брандспойтом за 1 мин, если площадь отверстия
брандспойта равна 1 см2
. Сопротивлением воздуха пренебречь.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи воспользуемся уравнениями движения:

По вертикали:
h = 2.5 m + h_max, где h - высота струи в момент падения на землю, h_max - максимальная высота подъема струи.
Получаем: h_max = h - 2.5 m = 15 m * sin(36°) - 2.5 m ≈ 7.39 m.

Определим радиус кривизны струи в точке максимальной высоты:
r = h_max / sin²(α), где α - угол между струей воды и горизонтом.
r = 7.39 m / sin²(36°) ≈ 12.83 m.

Найдем скорость струи в момент падения на землю:
Vy = 15 m cos(36°) = 12 m/s, горизонтальная скорость равна 15 m sin(36°) = 9 m/s.
Общая скорость: V = sqrt(Vx² + Vy²) ≈ 15 m/s.

Определим объем воды, подаваемый брандспойтом за 1 минуту:
S = 1 см² = 0.0001 м² - площадь отверстия.
V = S Vx 60 сек = 0.0001 м² 9 m/s 60 с = 0.054 м³/мин = 54 л/мин.

Итак, ответы:

Максимальная высота подъема струи: около 7.39 м.Радиус кривизны струи в высшей точке: около 12.83 м.Скорость воды в момент падения на землю: около 15 м/с.Объем воды, подаваемый брандспойтом за 1 минуту: 54 л.