高压采煤水枪出水口的截面积为S,水的射速为v,射到煤层上后,水速度为零.若水的密度为ρ,求水对煤层的
F N =ρSv 2 . |
由水流算出Δt内水的质量,以Δt时间内的水为研究对象,由动量定理列方程,求煤对水的力,再由牛顿第三定律求水对煤的力. www.ks5u.com 设在Δt时间内,从水枪射出的水的质量为Δm,则 Δm=ρSvΔt. 以Δm为研究对象,它在Δt时间内动量变化为: Δp=Δm(0-v)=-ρSv 2 Δt 设F N 为水对煤层的冲力,F N ′为煤层对水的反冲力,以F N ′的方向为正方向,根据动量定理 (忽略水的重力)有:? F N ′Δt=Δp=-ρv 2 SΔt 解得:F N ′=-ρSv 2 ?根据牛顿第三定律知F N =-F N ′,所以F N =ρSv 2 . |