Question

【題目】某住宅小區有一小型人工景觀瀑布，瀑布直接豎直落在一水平平整的巖石上。瀑布頂端與巖石距離為4.05m,其流量（單位時間流下的水的體積）Q=0.48m3/s.設水在瀑布頂端時速度為零，落到巖石后直接沿巖石水平流走。水的密度為ρ=1×103kg/m3，忽略空氣阻力，g取10m/s2． 求：

（1）水剛要落到巖石上時的速度大小及單位時間內落到巖石上的水的質量；

（2）水流對巖石的平均沖擊力大小（不計水本身重力的影響）。

Answer 1

【答案】（1）480kg （2）4320N

【解析】試題分析：根據速度位移公式求出速度，再根據m0=ρQ求出質量；由動量定理即可求出水流對巖石的平均沖擊力大小。

（1）根據速度位移公式：v2=2gh

解得：v=9m/s

單位時間落到巖石上的水的質量為：m0=ρQ=480kg

（2）設水流對巖石的平均沖擊力為F

由動量定理有：FΔt=0(mv)

其中：m= m0Δt

解得：F=4320N