Под каким углом к горизонту надо направить струю воды из брандспойта, что бы она падала на расстояние l от него? Плотность воды равняется p,площадь отверстия-S, мощность мотора P, а его КПД-n. Высоту над землей считать нулем.
Под каким углом к горизонту надо направить струю воды из брандспойта, что бы она падала на расстояние l от него? Плотность воды равняется p,площадь отверстия-S, мощность мотора P, а его КПД-n. Высоту над землей считать нулем.
Ответ(ы) на вопрос:
Нужно посчитать скорость вылета струи. Тогда задача превратится в классическую задачу на бросок под углом к горизонту.
Мощность - это сколько работы совершает мотор в единицу времени для разгоны струи. И еще на кпд.
[latex]P=\eta\dfrac{dA}{dt}=\eta\dfrac{\frac12 dm\cdot v^2}{dt}=\eta\dfrac 12 v^2\dfrac{\rho S dx}{dt}=\eta\dfrac 12\rho v^3S[/latex]
Отсюда скорость:
[latex]v= \sqrt[3]{\dfrac{2P}{\eta\rho S}}[/latex]
Дальше все как в книжках:
[latex]L=\dfrac{v^2\sin 2\alpha}{g}[/latex]
И отсюда угол:
[latex]\alpha=\dfrac 12\arcsin\left[\dfrac{gL}{v^2}\right]=\dfrac 12\arcsin\left[gL\cdot\left(\dfrac{2P}{\eta\rho S}\right)^{-2/3\right][/latex]
Замечание. При внимательном рассмотрении становится ясно, что при [latex]L\ \textless \ \frac{v^2}{g}[/latex] решений два, что соответствует двум траекториям (им даже название есть: низкая - настильная, высокая - навесная, при этом сумма углов при обеих траекториях равна π/2), при [latex]L= \frac{v^2}{g}[/latex] угол равен 45 градусам и траектория одна, при [latex]L> \frac{v^2}{g}[/latex] решений нет. Так что, для существования решений существенно условие на параметры задачи:
[latex]L \leq \dfrac{v^2}{g}[/latex]
Не нашли ответ?
Похожие вопросы