1a) 20 м/с; 1б) 3,464 с; 1в) 34,64 м;
2) 34,64 м;
3) из-за сопротивления воздуха
Объяснение:
α₁ = 60°
h₁ = 15 м
g = 10 м/с²
1)
a) v₀₁ - ? - скорость истечения воды
б) t₁ - ? - время полёта частиц струи
в) s₁ - ? - дальность полёта струи
2)
α₂ = 30°
s₂ - ? - дальность полёта струи при α₂ = 30°
-----------------------------------------------
1)
Вертикальная составляющая скорости истечения струи
Горизонтальная составляющая скорости истечения струи
Время достижения максимальной высоты при данном угле истечения струи
Максимальная высота h₁, достигаемая струёй при данном угле истечения струи, равна
Подставим выражение (1) в формулу (2)
a) Скорость истечения струи
б) Время полёта струи
t₁₁ = 3.464 (c)
в) дальность полёта струи
s₁ = 34.64 (м)
2)
При α = 30° проекции скорости истечения струи v₀₂ = 20 м/с на вертикаль у и горизонталь х равны
Вертикальная составляющая скорости истечения струи
Горизонтальная составляющая скорости истечения струи
Время полёта струи
t₂ = 2 (c)
s₂ = 34.64 (м)
3) Струя воды расширяется за счёт того, что части струи испытывают воздействие встречного воздушного потока.
На границе струи с окружающим воздухом образуются вихри, поверхность струи по грани становится взрыхленной. На границе и вблизи нее формируется струйный пограничный турбулентный слой. Пульсации скорости и перемешивание приводят к тому, что между струей и окружающим воздухом происходит обмен количеством движения, струя подтормаживается, расширяется и одновременно увлекает с собой часть воздуха.
Сначала воду нужно нагреть до кипения ( t2=100град) . Q1=c*m*(t2 - t1). ( c -удельная теплоемкость воды=4200Дж/кг*град, m - масса=0,2кг, t1- начальная темпратура воды=50град, t2 -конечная температура воды, Q1 -количество теплоты, затраченное на нагревание) . Q1=4200*0,2*(100 - 50)=42000Дж. Теперь рассчитаем количество теплоты, затраченное на испарение (Q2). Q2=r*m. ( r - удельная теплота парообразования воды=2300000Дж/кг) . Q2=2300000*0,2=460000Дж. Общее затраченное тепло= сумме: Q=Q1+Q2. Q=42000 +460000=502000Дж. (502кДж