Задачи по физике 10 класса

Задача 1
В старину для того, чтобы использовать энергию текущей воды, на реках и ручьях строились плотины, и сооружалось водяное колесо (см. рис.), которое приводило в действие мельницу, кузнечный молот или токарный станок. Такое водяное колесо получило название «верхнебойное».
Определите мощность, развиваемую колесом диаметром d = 4 м, если в
одном его ковше помещается 100 л воды, скорость течения реки вдали от плотины составляет 20 см/с, средняя площадь поперечного сечения реки равна 8 м2, колесо состоит из 20
ковшей. Считать, что только 10% общего расхода воды в реке приходится на водяное колесо, верхний ковш заполняется полностью и вода не переливается через него. Одновременно заполнены только 5 ковшей, причем второй ковш заполнен уже на 80% из-за постепенного вытекания воды из
него, третий – на 60%, четвертый – на 40% и пятый - на 20%. Вода перетекает из ковша в ковш и окончательно выливается уже из пятого ковша. Потерями на трение пренебречь.



Задача 2
Маленький жучок ползет равномерно по окружности, центр которой лежит в вершине двугранного зеркала с углом = 60(см. рис.). Определить относительную скорость первых двух изображений жучка в этой оптической системе, если скорость самого жучка равна V = 5 мм/с.

Задача 3
Одним из самых опасных явлений, происходящих при работе гидросооружений, является гидроудар ― катастрофическое повышение давления в водяной трубе при резкой остановке текущего по ней водяного потока. При этом самое большое давление возникает рядом с местом перекрытия трубы. Представим, что в водяном потоке в трубе случайно оказался небольшой камешек, который неожиданно застревает в одном из узких мест водовода и полностью останавливает течение воды. Какой должна быть максимальная скорость водяного потока перед закупоркой, чтобы
труба, рассчитанная на максимальное давление Pmax = 25 атмосфер, выдержала гидроудар. Скорость звука в воде Vзв = 1250 м/с, плотность воды
= 1000 кг/м3.