Nước ra khỏi vòi phun có đường kính d = 2 cm từ bể nước có cột nước H = 12 m. Bỏ qua ma sát và trọng lực. Lực F giữ cho vật cản hình nón (đặt đối diện với tia nước và có góc ở đỉnh bằng 90°) được cân bằng có trị số bằng:
Trả lời:
Đáp án đúng: B
Bài toán yêu cầu tìm lực F để giữ vật cản hình nón cân bằng khi dòng nước từ vòi phun tác dụng lên nó. Ta giải bài toán này như sau:
1. Tính vận tốc của dòng nước: v = sqrt(2gH) = sqrt(2 * 9.81 * 12) ≈ 15.34 m/s
2. Tính lưu lượng dòng nước: Q = A * v = pi * (0.01)^2 * 15.34 ≈ 0.00482 m³/s
3. Tính lực tác dụng của dòng nước lên vật cản: F = ρ * Q * v = 1000 * 0.00482 * 15.34 ≈ 73.94 N
4. Vì góc ở đỉnh của hình nón bằng 90°, lực tác dụng thực tế lên vật cản sẽ giảm đi một nửa: F_actual = F / 2 = 73.94 / 2 ≈ 36.97 N
5. So sánh với các đáp án: Giá trị 36.97 N gần nhất với đáp án C. 35,15 N. Có sự sai lệch nhỏ do làm tròn số trong quá trình tính toán.
Vậy, đáp án đúng là C. 35,15 N.