Question

18．高壓采煤水槍出水口的橫截面積為S，水的射速為v，水柱水平垂直地射到煤層后，速率變?yōu)?，若水的密度為ρ，假定水柱截面不變，則水對(duì)煤層的沖擊力是多大？

Answer 1

分析 取時(shí)間t內(nèi)的水研究對(duì)象，根據(jù)動(dòng)量定理列式求解即可．

解答 解：設(shè)t時(shí)間內(nèi)有V體積的水打在煤層上，則這些水的質(zhì)量為：m=ρV=ρSvt，
以這部分水為研究對(duì)象，它受到煤層的作用力為F，以水運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎�方向，由�?dòng)量定理有：Ft=0-mv，
即：F=-$\frac{mv}{t}$=-ρSv²，負(fù)號(hào)表示水受到的作用力的方向與水運(yùn)動(dòng)的方向相反；
由牛頓第三定律可以知道，水對(duì)煤層的沖擊力大小也為ρSv²．
答：水對(duì)煤層的沖擊力是ρSv²．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是研究對(duì)象的選擇，然后根據(jù)動(dòng)量定理列式求解即可，基礎(chǔ)問題．