2021-07-09
Струя воды сечением $S$ ударяется о стенку, расположенную перпендикулярно струе. Скорость воды в струе $v$, после удара вода теряет скорость и стекает ко стенке. Какова силадавления воды на стенку? Плотность воды $\rho$
Решение:
Изменение импульса воды за время $\Delta t$ равно импульсу силы реакции, действующей на воду со стороны стенки, а по третьему закону Ньютона эта сила равна но величине искомой силе давления струн на стенку. Изменение импульса воды сводится к изменению импульса элемента струи длиной $\Delta l = v \Delta t$, который за время $\Delta t$ пришел в соприкосновение со стенкой (рис.):
$0 - \Delta m v = - F \Delta t$
Подставляя $\Delta m = \rho (v \Delta t)S$ и сокращая из $\Delta t$, получаем
$F = \rho S v^{2}$
Характерно, что интервал времени $\Delta t$ и длина элемента струи $\Delta l$ выбираются произвольно, но в ответ они, конечно же, не входят.