1a) 20 м/с; 1б) 3,464 с; 1в) 34,64 м;
2) 34,64 м;
3) из-за сопротивления воздуха
Объяснение:
α₁ = 60°
h₁ = 15 м
g = 10 м/с²
1)
a) v₀₁ - ? - скорость истечения воды
б) t₁ - ? - время полёта частиц струи
в) s₁ - ? - дальность полёта струи
2)
α₂ = 30°
s₂ - ? - дальность полёта струи при α₂ = 30°
-----------------------------------------------
1)
Вертикальная составляющая скорости истечения струи
Горизонтальная составляющая скорости истечения струи
Время достижения максимальной высоты при данном угле истечения струи
Максимальная высота h₁, достигаемая струёй при данном угле истечения струи, равна
Подставим выражение (1) в формулу (2)
a) Скорость истечения струи
б) Время полёта струи
t₁₁ = 3.464 (c)
в) дальность полёта струи
s₁ = 34.64 (м)
2)
При α = 30° проекции скорости истечения струи v₀₂ = 20 м/с на вертикаль у и горизонталь х равны
Вертикальная составляющая скорости истечения струи
Горизонтальная составляющая скорости истечения струи
Время полёта струи
t₂ = 2 (c)
s₂ = 34.64 (м)
3) Струя воды расширяется за счёт того, что части струи испытывают воздействие встречного воздушного потока.
На границе струи с окружающим воздухом образуются вихри, поверхность струи по грани становится взрыхленной. На границе и вблизи нее формируется струйный пограничный турбулентный слой. Пульсации скорости и перемешивание приводят к тому, что между струей и окружающим воздухом происходит обмен количеством движения, струя подтормаживается, расширяется и одновременно увлекает с собой часть воздуха.
Задание 1. На рисунке представлен график зависимости модуля скорости от времени t. Определите по графику путь, пройденный автомобилем в интервале времени от 0 до 30 с. Решение. Путь, пройденный автомобилем в интервале времени от 0 до 30 с проще всего определить как площадь трапеции, основаниями которой являются интервалы времени (30 – 0) = 30 c и (30 – 10) = 20 с, а высотой является скорость v = 10 м/с, т.е. S = (30 + 20) с 10 м/с = 250 м. 2 ответ. 250 м. Задание 2. Груз массой 100 кг поднимают вертикально вверх с троса. На рисунке приведена зависимость проекции скорости V груза на ось, направленную вверх, от времени t. Определите модуль силы натяжения троса в течение подъема. Рис. 1 Рис. 2 Решение. По графику зависимости проекции скорости v груза на ось, направленную вертикально вверх, от времени t, можно определить проекцию ускорения груза a = ∆v = (8 – 2) м/с = 2 м/с2. ∆t 3 с На груз действуют: сила тяжести , направленная вертикально вниз и сила натяжения троса , направленная вдоль троса вертикально вверх смотри рис. 2. Запишем основное уравнение динамики. Воспользуемся вторым законом Ньютона. Геометрическая сумма сил действующих на тело равна произведению массы тела на сообщаемое ему ускорение. + = (1) Запишем уравнение для проекции векторов в системе отсчета, связанной с землей, ось OY направим вверх. Проекция силы натяжения положительная, так как направление силы совпадает с направлением оси OY, проекция силы тяжести отрицательная, так как вектор силы противоположно направлен оси OY, проекция вектора ускорения тоже положительная, так тело движется с ускорением вверх. Имеем T – mg = ma (2); из формулы (2) модуль силы натяжения Т = m(g + a) = 100 кг (10 + 2) м/с2 = 1200 Н. ответ. 1200 Н. Задание 3. Тело тащат по шероховатой горизонтальной поверхности с постоянной скоростью модуль которой равен 1, 5 м/с, прикладывая к нему силу так, как показано на рисунке (1). При этом модуль действующей на тело силы трения скольжения равен 16 Н. Чему равна мощность, развиваемая силой F? Рис. 1 Рис. 2 Решение. Представим себе физический процесс, заданный в условии задачи и сделаем схематический чертеж с указанием всех сил, действующих на тело (рис.2). Запишем основное уравнение динамики. + тр + + = (1) Выбрав систему отсчета, связанную с неподвижной поверхностью, запишем уравнения для проекции векторов на выбранные координатные оси. По условию задачи тело движется равномерно, так как его скорость постоянна и равна 1,5 м/с. Это значит, ускорение тела равно нулю. По горизонтали на тело действуют две силы: сила трения скольжения тр. и сила , с которой тело тащат. Проекция силы трения отрицательная, так как вектор силы не совпадает с направлением оси Х. Проекция силы F положительная. Напоминаем, для нахождения проекции опускаем перпендикуляр из начала и конца вектора на выбранную ось. С учетом этого имеем: F cosα – Fтр = 0; (1) выразим проекцию силы F, это Fcosα = Fтр = 16 Н; (2) тогда мощность, развиваемая силой , будет равна N = Fcosα V (3) Сделаем замену, учитывая уравнение (2), и подставим соответствующие данные в уравнение (3): N = 16 Н · 1,5 м/с = 24 Вт. ответ. 24 Вт.
ВУАЛЯ
