Ол қандай биіктікten су қайнап кететін бетқашаны табу үшін не істеуі керек? Судың күшті энергиясының 50%-ы сулыққа

Школьник, чтобы найти максимальную высоту, на которую поднимется вода, нам понадобятся знания о кинетической и потенциальной энергии, а также формуле сохранения энергии.

1. Сначала определяем начальную кинетическую энергию воды. Формула для кинетической энергии выглядит так:
\[E_{\text{кин}} = \frac{1}{2} m v^2,\]
где \(m\) - масса воды, \(v\) - её скорость. Так как скорость воды вначале равна нулю, начальная кинетическая энергия также будет равна нулю.

2. Далее находим конечную потенциальную энергию воды. Формула для потенциальной энергии в гравитационном поле выглядит так:
\[E_{\text{пот}} = m g h,\]
где \(m\) - масса воды, \(g\) - ускорение свободного падения (приближенно принимаем \(g = 9.8\) м/с\(^2\)), \(h\) - высота, на которую поднимается вода.

3. Для решения задачи мы будем использовать закон сохранения энергии, согласно которому полная энергия системы остается постоянной. Так как начальная кинетическая энергия равна нулю, конечная потенциальная энергия будет равна полной энергии системы:
\[E_{\text{пот}} = E_{\text{полная}}.\]

4. Теперь подставляем известные значения в формулу:
\[m g h = \frac{1}{2} m v^2.\]

5. Переносим все известные значения влево, а неизвестное \(h\) вправо:
\[h = \frac{1}{2} \frac{v^2}{g}.\]

6. Осталось лишь подставить значения \(v\) и \(g\) и произвести вычисления:
\[h = \frac{1}{2} \frac{0^2}{9.8} = 0.\]

Таким образом, школьник, чтобы вода вышла выше предложенного уровня, её нужно поднять. Вода не поднимется самостоятельно из-за гравитации.