Мощность равна энергии, которая необходима, чтобы поднять требуемую массу воды на высоту башни за секунду. Значит сначала надо узнать, сколько воды в секунду требуется жителям. На каждого человека в сутки нужно 10 л воды. Так как плотность воды равна 1кг/л, то будем считать сразу массу, а не объём. Значит в секунду жителю нужно 10/86400 кг воды. (86400 это секунд в сутках 60*60*24=86400). В итоге всем жителям в каждую секунду требуется воды 20000*10/86400 кг=2,32 кг (округлённо). Чтобы поднять эту массу на высоту 50 м необходима энергия E=mgh; E=2.32*10*50=1160 Дж. Так как такая энергия нужна каждую секунду, то по сути такой мощности и должен быть насос P=1160 Вт.
• по условию H - h = n, H = 4n. Тогда нетрудно получить, что h = 3n
• время полета складывается из достижения максимальной высоты H и спуска с нее:
○ t = t1 + t2
• учитывая, что конечная скорость при t1 равна нулю, нетрудно получить:
○ v0 = gt1
○ t1 = v0/g
• напишем уравнение координаты для дальнейшего перемещения тела:
○ 4n = (g t2²)/2
○ t2 = √((8n)/g)
• при этом высота n определяется выражением (рассматриваем движение тела во время t1)
○ n = v0²/(2g). тогда полное время движения равно:
○ t = (v0/g) + √((8n)/g) = (v0/g) + ((2v0)/g) = (3v0)/g. следовательно:
○ v0 = (g t)/3 = 10 м/c
○ n = 100/20 = 5 м
○ h = 3n = 15 м
○ H = 4n = 20 м
В итоге всем жителям в каждую секунду требуется воды 20000*10/86400 кг=2,32 кг (округлённо).
Чтобы поднять эту массу на высоту 50 м необходима энергия E=mgh;
E=2.32*10*50=1160 Дж.
Так как такая энергия нужна каждую секунду, то по сути такой мощности и должен быть насос P=1160 Вт.