Дано:
Скорость выбрасываемой воды относительно земли V = 30 м/с
Объем выбрасываемой воды V = 50 л = 0.05 м³/с
а) На катер действует сила реакции двигателя и сила сопротивления воды и воздуха. Равнодействующая всех сил равна нулю, так как катер движется равномерно.
б) Импульс воды, выбрасываемой катером ежесекундно, равен изменению импульса системы.
По закону сохранения импульса, импульс воды, выбрасываемой катером, равен импульсу катера.
Импульс катера равен массе воды, выбрасываемой катером за единицу времени, умноженной на скорость выброса:
p = m * V = 0.05 * 30 = 1.5 Н*с
в) Суммарная сила сопротивления воды и воздуха действующая на катер равна противоположна силе, необходимой для уравновешивания выбрасываемой воды.
С учетом закона сохранения импульса, суммарная сила сопротивления равна изменению импульса катера в единицу времени:
F = dp/dt = 1.5 / 1 = 1.5 Н