2025-04-15
Водометный катер движется в спокойной воде. Сила сопротивления воды движению катера $F = k \upsilon^{2}$. Скорость выбрасываемой воды относительно катера $u$. Определите установившуюся скорость движения катера, если сечение потока захваченной двигателем воды $S$, плотность воды $\rho$.
Решение:
При движении с постоянной скоростью сила тяги $F$ катера равна силе сопротивления: $F = \alpha \upsilon^{2}$. Изменение импульса воды за 1 с $\Delta P = \mu (u-\upsilon)$, где $\mu$ - масса выбрасываемой воды за 1 с, $\mu = \rho S \upsilon$ ($u - \upsilon$) - скорость выбрасываемой воды относительно неподвижной СО. В результате имеем: $\rho S \upsilon (u - \upsilon) = \alpha \upsilon^{2}$, или $\rho S (u - \upsilon) = \alpha \upsilon$, откуда
$\upsilon = \frac{\rho S u}{\rho S + \alpha }$.