Question

（10分）人們常說(shuō)“水滴石穿”，請(qǐng)你根據(jù)下面提供的信息，估算出水對(duì)石頭的平均沖擊力的大小。一瀑布落差為h=20m，水流量為Q=0．10m³/s，水的密度kg/m³，水在最高點(diǎn)的速度和落至石頭后的速度都認(rèn)為是零．（落在石頭上的水立即流走，在討論石頭對(duì)水的作用時(shí)可以不考慮水的重力，g取10m/s²）

Answer 1

水從h高處落下可認(rèn)為是自由落體運(yùn)動(dòng)，速度為v，則（2分）

m/s  ①   （1分）

設(shè)在很短時(shí)間t內(nèi)有質(zhì)量為m的水落到石頭上，設(shè)石頭對(duì)水的平均作用力為F，取豎直向下為正方向，由動(dòng)量定理得，

  ② （2分）

而     ③    （2分）

由①②③式代入數(shù)據(jù)解得，N（1分）

根據(jù)牛頓第三定律可知，水對(duì)石頭的反作用力=N（2分）