Оглавление:
Задача №1.5.16.
На гладком горизонтальном столе стоит сосуд с водой. В боковой стенке у дна сосуда проделано маленькое отверстие площадью 
. Какую горизонтальную силу 
нужно приложить к сосуду, чтобы удержать его в равновесии в момент, когда высота уровня воды в сосуде равна 
? Трением пренебречь. Ускорение свободного падения 
. Плотность воды 
.
Решение:
Согласно формуле Торричелли скорость истечения воды из малого отверстия равна 
. За время 
из сосуда вытечет вода массой 
, унося импульс
По второму закону Ньютона 
Следовательно, реактивная сила, действующая на сосуд со стороны вытекающей воды, равна
Именно такую силу нужно приложить к сосуду, чтобы удерживать его на месте.
Замечание. Если отверстие закрыто пробкой, то горизонтальные силы давления жидкости, действующие на боковые стенки сосуда, уравновешены. Когда пробку извлекают, из соответствующей стенки удаляется участок площадью . Если бы механическое состояние жидкости при этом не изменилось, то сила давления на эту стенку уменьшилась бы на 
. На самом деле ее уменьшение вдвое больше и составляет 
. Это объясняется перераспределением давления, которое происходит при переходе жидкости от состояния покоя к состоянию установившегося движения. Этот переход совершается за конечное время. Как показывает опыт, сразу после удаления пробки сила давления на соответствующую стенку действительно уменьшается только на . Затем, в процессе установления течения жидкости сила давления быстро, но непрерывно уменьшается еще на такую же величину.
Эти задачи взяты со страницы решения задач по физической механике:
Решение задач по физической механике
Возможно эти задачи вам будут полезны:
