煤矿中用高压水流对着煤层冲击,依靠水流的强大的冲击力可将每层击落下来,从而达到采煤效果,设水的密度为P,水枪口德横截面积为S,水从枪口喷出的速度为V,水平直射到每层后速度变为零,则

Question

煤矿中用高压水流对着煤层冲击,依靠水流的强大的冲击力可将每层击落下来,从而达到采煤效果,设水的密度为P,水枪口德横截面积为S,水从枪口喷出的速度为V,水平直射到每层后速度变为零,则煤层受到的平均冲击力大小为?

Answer 1

取一段时间 t ,在这时间内喷出的水的长度是V *t ,这段水的质量是 m＝pSV t ,这段水与煤层的作用时间也是 t ,碰撞作用结束时水的速度可看为0.
由动量定理得　F*t ＝m V
即　F*t ＝pSV t * V＝pSV ^2* t
所以平均冲击力大小是　F＝pSV ^2