Для определения скорости, с которой вода выбрасывается насосом вверх, можно использовать принцип сохранения энергии. При движении воды от насоса до ее максимальной высоты потенциальная энергия воды преобразуется в кинетическую энергию струи.
Потенциальная энергия воды на высоте 20 м равна массе воды, умноженной на ускорение свободного падения и высоту:
Ep = mgh
Кинетическая энергия струи воды можно выразить через массу воды и скорость выброса:
Ek = 0.5mv^2
Поскольку масса воды в обоих случаях одинаковая, можно приравнять потенциальную и кинетическую энергию:
mgh = 0.5mv^2
m сокращается, и для нахождения скорости v получаем:
v = sqrt
Подставив значения g = 9,8 м/с^2 и h = 20 м, получаем:
v = sqrt(2 9,8 20) ≈ 19,8 м/с
Таким образом, скорость, с которой вода выбрасывается насосом вверх, составляет примерно 19,8 м/с.