H - высота ( 10 метров ) t - время ( 2 минуты = 120 секунд ) V - объем ( 50 м³ ) p - плотность воды ( 1000 кг / м³ ) g - ускорение свободного падения ( 10 Н / кг ) N - мощность потока воды ( ? )
N = A / t A = m * g * h m = pV => N = pV *g * h /t = 1000 кг / м³ * 50 м³ * 10 Н / кг * 10 м / 120 сек = 41666,6 Вт = 41,6 кВт
До того, как нить отклонили от вертикали, нити приходилось выдерживать силу тяжести m*g, где: m – масса маятника, g = 9,8 м/с^2 – это ускорение свободного падения на поверхности Земли.
Когда нить отклонили до горизонтального положения и отпустили и маятник достиг нижнего положения, к силе тяжести добавляется центростремительная сила, роль которой выполняет дополнительная сила упругости нити -- нить растягивается силой F = m*g + m*(v^2)/R где v – скорость в нижнем положении, R – длина нити (она же радиус вращения) , (v^2)/R – это центростремительное ускорение, ^ -- значок степени Найдём v: В верхнем положении (когда нить горизонтальна) энергия маятника равна его потенциальной энергии: E=m*g*R (вообще-то E=m*g*h но в данном случае высота h=R) В нижнем положении вся потенциальная энергия перешла в кинетическую энергию, которая равна E=m*(v^2)/2
Таким образом: E = m*g*R=m*(v^2)/2 g*R=(v^2)/2
v = квадратный корень из (2*g*R)
Подставим это в формулу F = m*g + m*(v^2)/R
F = m*g + m*( (квадратный корень из (2*g*R) )^2)/R =
F = m*g + m*(2*g*R)/R F = m*g + m*2*g F = m*g + 2*m*g F = 3*m*g
t - время ( 2 минуты = 120 секунд )
V - объем ( 50 м³ )
p - плотность воды ( 1000 кг / м³ )
g - ускорение свободного падения ( 10 Н / кг )
N - мощность потока воды ( ? )
N = A / t
A = m * g * h
m = pV => N = pV *g * h /t = 1000 кг / м³ * 50 м³ * 10 Н / кг * 10 м / 120 сек = 41666,6 Вт = 41,6 кВт
ответ : 41,6 кВт