С торца брандспойта сечением 20см2, расположенного на высоте 1,5 м от Земли, извергается поток воды со скоростью 15м / с. Если наименьшее значение радиуса кривизны водного потока равно h, то найдите массу воды, висящей в воздухе. Не учитывайте сопротивление воздуха. Принять значение ускорения свободного падения 10м / с.
Мне так представляется, что ускорение мела (замедление, если угодно, отрицательное ускорение) в данной задаче постоянно.
Почему так?
Сила трения Fтр = N * mu = m * g * mu
Ускорение (как учил старина Ньютон) а = F / m.
В направлении движения, на мел действует единственная сила - трения, других я из условия не усматриваю.
Следовательно, ускорение
а = m * g * mu / m = g * mu = 10 * 0,3 = 3 м/с2
Обычное тело в таких условиях ехало бы путь
Х = v^2 / (2a) = 121 / 6 = 20,1666 м, но эх, какая незадача - мел истирается. Ок, так сколько же метров сможет вообще проехать мел до полной аннигиляции при условии заданных цифр?
х = 8 г / 0,5 г/м = 16 м. Жаль, недолог его путь. Но зато мы уже более близки к ответу.
Чисто технически мне проще сначала найти скорость u мела в момент его исчезновения.
х = ( v^2 - u^2 ) / (2a)
16 = (121 - u^2) / 6
u^2 = 25
u = 5 м/с - при этой скорости от мела, как от чеширского кота, остаётся лишь наглая глумливая ухмылка, и больше ничего.
Отсюда поищем время от начала движения до сего печального момента:
t = (v-u) / a = (11-5) / 3 = 2 c
Ну, может я ошибаюсь, но мне так кажется. Если, конечно, мел не украдут раньше в пути его следования.
В сутках 24 часа и соотв. 24*3600 = 86400 сек.;
в 220 г изотопа содержится 2.6*10^21*220 = 5.72*10^23 атомов;
все эти атомы произведут 5.72*10^23*1.6*10^-19*200 = 1830.4*10^4 = 1.8304*10^7 Дж энергии;
т.к. мощность измеряется в ваттах (Вт), а E(Дж) = P(Вт)*t(сек.), то мощность без учета КПД составит 1.8304*10^7/8.64*10^4 = 0.212*10^3 Вт = 212 кВт;
т.к. КПД = 25%, то элек. мощность = 212*0.25 = 53 кВт.
P.S. Электрическая мощность даже при 100% КПД выглядит смехотворной - посмотри, какие величины производят современные АЭС.