Консультация № 180035
25.09.2010, 20:46
0.00 руб.
0 1 1
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Помогите решить задачу.

Бак высотой Н=2 м до краев заполнен жидкостью. На какой высоте h должно быть проделано отверстие в стенке бака, чтобы место падения струи, вытекающей из отверстия, было на максимальном от бака расстоянии?

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
17387
18346
26.09.2010, 13:10
общий
это ответ
Здравствуйте, Иванов Михаил Сергеевич.

Предлагаю следующее решение Вашей задачи.

Будем для определенности считать, что бак имеет форму кругового цилиндра и уровень жидкости в нем поддерживается постоянным. Сопротивление воздуха струе не учитываем.

Введем прямоугольную систему координат, начало O которой поместим под отверстием, у основания, на котором стоит бак. Ось абсцисс Ox направим горизонтально в сторону полета струи, ось ординат Oy – вертикально вверх.

Для ординаты траектории струи имеем уравнение равноускоренного движения y = h – gt2/2. В момент достижения струей нулевого уровня
h – gt2/2 = 0, тогда t = √(2h/g).

Для скорости вытекания струи имеем выражение v = √2g(H – h)] (формула Торричелли), которое получается как показано по этой ссылке. Расстояние, преодолеваемое струей вдоль оси абсцисс L = vt = √2g(H – h)] ∙ √(2h/g) = 2√[h(H – h)]. В последнем выражении произведение неотрицательных множителей h(H – h)] достигает наибольшего значения при h = H – h, т. е. при h = H/2 – искомая высота.

Следовательно, h = 2/2 = 1 (м).

Ответ: 1 м.

Думаю, Вам будет полезна и эта ссылка

С уважением.
Об авторе:
Facta loquuntur.
Форма ответа