Определить сечения трубы если вода массой 20 кг имеет скорость чение 36 километров в час

232

371

Посмотреть ответы 1

Ответы на вопрос:

vasinmihailov

Физика

4,6(66 оценок)

ответ:

$f$ = 300 кн, $\delta t$ = 8,2 мс

объяснение:

сначала выясним, какой скоростью $v$ обладал груз в момент перед столкновением со сваей. для воспользуемся законом сохранения механической энергии (его можно использовать, так как во время полёта на груз не действуют неконсервативные силы, такие как сопротивление воздуха):

$mgh = \dfrac{mv^2}{2} \qquad \longrightarrow \qquad v = \sqrt{2gh}$

отсюда находим, что $v = \sqrt{24}$ м/с.

далее, для нахождения силы удара, заметим, что вся имевшаяся у груза перед ударом кинетическая энергия пошла на работу по забиванию сваи. запишем это равенство и из формулы для механической работы $a = fs \cos{\alpha}$ найдём силу удара ( $\cos{\alpha} = 1$ , так как сила и перемещение сонаправлены):

$\dfrac{mv^2}{2} = a \\ \dfrac{mv^2}{2} = fs \qquad \longrightarrow \qquad f = \dfrac{m v^2}{2s}$

отсюда находим, что $f = 3$ н.

длительность удара найдём из второго закона ньютона в импульсной формулировке: "изменение импульса тела равно импульсу силы". импульс силы -- это произведение силы удара $f$ на длительность удара $\delta t$ . импульс изменяется от $mv$ до 0: