дано:
объем выбрасываемой воды за 1 с (V) = 0,1 м³
плотность воды (ρ) ≈ 1000 кг/м³
масса катера (m) = 2000 кг
скорость выбрасываемой воды относительно земли (v) = 25 м/с
найти:
а) импульс воды, выбрасываемой двигателем за 1 с (P)
б) сила тяги двигателя (F_t)
в) суммарная сила сопротивления воды и воздуха (F_s)
решение:
а) Для нахождения импульса воды, выбрасываемой двигателем за 1 с, используем формулу:
P = m_water * v,
где m_water - масса выбрасываемой воды.
Сначала находим массу воды, которая выбрасывается за 1 с:
m_water = V * ρ = 0,1 м³ * 1000 кг/м³ = 100 кг.
Теперь подставим значения в формулу для импульса:
P = 100 кг * 25 м/с = 2500 кг·м/с.
Ответ:
импульс воды, выбрасываемой двигателем за 1 с P = 2500 кг·м/с.
б) Сила тяги двигателя равна изменению импульса воды за 1 с:
F_t = P = 2500 Н.
Ответ:
сила тяги двигателя F_t = 2500 Н.
в) Так как катер движется равномерно, сила тяги равна силе сопротивления. Следовательно, по модулю суммарная сила сопротивления воды и воздуха равна силе тяги двигателя:
F_s = F_t = 2500 Н.
Ответ:
суммарная сила сопротивления воды и воздуха F_s = 2500 Н.