449 硬核求解

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  「这个可以计算。」

    李获想了想说。

    「水压和深度有一定的关系。只要知道水压,就能推算出我们所处的深度。」

    「我已经算出来了。」

    孟飞接着李获的话说道。

    他趴在地上注意着水痕的位置,开启了微操。微操开启之后,他能精确判断物体的位置,计算也变得极为迅速。

    不到一秒钟,他已经计算出他要的一切。但如果他不把时间放慢来讲述一下实际的过程,那就太无趣了。

    除了艾婷、朱雀之外,没有任何人知道他的微操异能。所以他还是要装模作样做一番计算,并简要描述给在场两人听的。

    至于他们能不能听懂,那就不是他的事了。

    这一线水流激射,威力非常之猛,从小房间内直射客厅,以他的「微操」目光计算,最远处达到了6米外的地板上。

    这就是已知条件。现在求解目标是小孔所在水位的深度。

    按照液体压强的计算公式,小孔能产生的压力F为压强*小孔横截面积。假定横截面为S,而水深H处的水压强为水的密度1000*重力加速度g*水深H。所以:

    F=1000*gHS,获得方程式(1)。

    设小孔长度为dL,那么小孔内水的体积为dL*S。且已知水的密度为1000,那么小孔内水的质量:

    1000*dL*S。

    根据动能定律,小孔内的水在压力F作用下加速dL的距离,获得的动能将为二分之一乘以质量乘以速度v的平方,等式如下:

    F*dL=(12)*(v^2)。

    经确定是1000*dL*S,因此等式为:

    F*dL=(12)*1000*dL*S*(v^2),获得方程式(2)。

    将方程式(1)代入到方程式(2)中得到:

    1000*gHS*dL=(12)*1000*S*dL*(v^2)

    消去两边都存在的1000*S*dL,最终得到:

    v^2=2gH

    换句话说,高度H和射出水的初速直接相关。如果已知水流出小孔的速度v,直接就可以求出小孔所在水位深度:

    H=(v^2)(2g)

    其中g为重力加速度9.8,因此唯一需要求出的未知量便是水流初速v!

    水流速度为横向,射出了6米远之后落地。粗估空气阻力的损耗30%的距离,无阻力可以射出9米远。

    这9米的距离用了多长时间呢?时间即是水滴从小孔小落到地板所花的时间,此为自由落体运动,如何求解?

    在自由落体运动中,高度h等于二分之一重力加速度g乘以时间t的平方。所以:

    h=(12)*g*(t^2)

    已知h为小孔到地板之间的垂直高度,经过孟飞的「微操」视觉测量为1米左右,重力加速度为9.8,所以时间t为:

    (t^2)=1*29.8

    t大约是0.2的平方根,也就是0.45秒左右。

    水流横向速度v在0.45秒里射出了9米远,那么这么这个速度也可以很简单地求出来!
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