2025-04-15
Плита массой $m$ удерживается на месте в горизонтальном положении $N$ струями жидкости плотностью $\rho$,
бьющими вертикально вверх. Площадь каждого отверстия $S$. Скорость жидкости при выходе из отверстия $\upsilon$. На какой высоте над отверстиями удерживается плита, если достигнув плиты, жидкость разлетается от нее в горизонтальной плоскости?
Решение:
Запишем условие равновесия плиты:
$mg = N \cdot \frac{\Delta P}{\Delta t}$,
где $\frac{\Delta P}{\Delta t}$ - модуль изменения импульса одной струи за единицу времени, $\frac{\Delta P}{\Delta t} = \mu v^{ \prime}$, ( $\mu$ - масса воды, попадающая на плиту от одной струи за 1 с, $v^{ \prime}$ - скорость струи на высоте $h$).
$\mu = \rho S^{ \prime} v^{ \prime}$, $mg = \rho N S^{ \prime} v^{ \prime 2}$
По закону неразрывности струи $S v = S^{ \prime} v^{ \prime}$,
$mg = \rho N S v \cdot v^{ \prime}$,
или
$mg = \rho N S v \sqrt{v^{2}-2gh}$.
Отсюда
$h = \frac{1}{2g}[v^{2} - (\frac{mg}{\rho N S v})^{2}]$.