Яким чином зміниться сила тиску пожежника на землю, якщо він утримує в руках шланг із яким кожну секунду викидає вгору

Чтобы понять, как изменится сила тиска пожарника на землю, когда он поднимает шланг и выпускает воду вверх, нам понадобится знать основное физическое понятие - закон сохранения импульса.

Сила тиска пожарника на землю будет изменяться из-за изменения количества импульса, которое он получает, поднимая и выпуская воду. Если пожарник выпускает воду вверх, то вода будет иметь импульс, направленный вниз, как следствие, пожарник получит импульс вверх.

Теперь рассмотрим математические вычисления:

Масса воды, которую пожарник выбрасывает вверх за одну секунду, равна 15 кг.
Скорость выброса воды равна 20 м/с.

Для вычисления изменения импульса пожарника мы можем использовать формулу:

\[\text{Импульс} = \text{Масса} \times \text{Скорость}\]

Используя эту формулу, мы можем вычислить импульс от выброса воды:

\[\text{Импульс воды} = 15 \, \text{кг} \times 20 \, \text{м/с}\]

Поскольку импульс - векторная величина, имеющая направление, мы можем сказать, что изменение импульса пожарника будет равно противоположному по направлению импульса воды.

Теперь, чтобы узнать, как изменится сила тиска пожарника на землю, мы можем использовать следующий принцип:

\[\text{Импульс} = \text{Сила} \times \text{Интервал времени}\]

В нашем случае, интервал времени равен 1 секунде.

Таким образом, мы можем записать следующее:

\[\text{Импульс пожарника} = \text{Сила тиска} \times 1 \, \text{с}\]

Так как изменение импульса пожарника равно импульсу воды, противоположному по направлению, мы можем записать следующее:

\[\text{Импульс пожарника} = -(\text{Импульс воды})\]

Теперь мы можем выразить силу тиска пожарника:

\[\text{Сила тиска пожарника} = \dfrac{-\text{Импульс воды}}{1 \, \text{с}}\]

Подставляя значение импульса воды, которое мы вычислили ранее, мы можем получить окончательный ответ.

\[
\text{Сила тиска пожарника} = \dfrac{-15 \, \text{кг} \times 20 \, \text{м/с}}{1 \, \text{с}}
\]