Истечение жидкости из движущегося сосуда

[VitDer]

Добрый вечер! Сам я не физик по образованию, поэтому прошу не судить строго ...
Ситуация следующая:
В плоскости прямолинейно и равномерно движется тележка в вакууме. На тележке смонтирован сосуд, в нижней части которого
имеется отверстие. Сосуд наполнен водой. В какой то момент времени отверстие открывается, и струйка начинает попадать на платформу тележки. Вопрос в чём: будет ли точка попадания струи совпадать с точкой пересечения платформы и прямой, проходящей через отверстие сосуда параллельно линии действия силы тяжести? Или же струя будет попадать чуть позади за счёт движения?

Вот какие мысли возникают:
Если решать задачу пока не со струями, а предположить, что из отверстия падает шарик, имеющий начальную скорость $V$. Тогда за время падения $t$ он пролетит в горизонтальном направлении расстояние $S=V\cdot t$. Но такое же расстояние пройдёт точка пересечения оси цилиндра с тележкой! Получается, что смещения не будет. Но это с шариком, а вот со струями, возможно, будет иначе ...

[rockclimber]

VitDer в сообщении #1245463 писал(а):

В плоскости прямолинейно и равномерно движется тележка в вакууме. На тележке смонтирован сосуд, в нижней части которого имеется отверстие.

Угол наклона плоскости и ориентация отверстия не заданы.

[VitDer]

rockclimber в сообщении #1245465 писал(а):

Угол наклона плоскости и ориентация отверстия не заданы.

Плоскость перпендикулярна линии действия силы тяжести в районе движения. Сосуд - цилиндр; отверстие лежит в точке пересечения его оси и нижнего основания. Отверстие круглое, диаметр его много меньше диаметра цилиндра.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Физика» в форум «Карантин»
по следующим причинам:

- отсутствуют собственные содержательные попытки решения задачи;
- неправильно оформлена цитата.

Исправьте все Ваши ошибки и сообщите об этом в теме Сообщение в карантине исправлено.
Настоятельно рекомендуется ознакомиться с темами Что такое карантин и что нужно делать, чтобы там оказаться и Правила научного форума.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Карантин» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»

[GraNiNi]

VitDer в сообщении #1245463 писал(а):

Если решать задачу пока не со струями, а предположить, что из отверстия падает шарик, имеющий начальную скорость $V$. Тогда за время падения $t$ он пролетит в горизонтальном направлении расстояние $S=V\cdot t$. Но такое же расстояние пройдёт точка пересечения оси цилиндра с тележкой! Получается, что смещения не будет. Но это с шариком, а вот со струями, возможно, будет иначе ...

Отличие в том, что у шарика нет начальной вертикальной скорости падения ( надо полагать $V$ - горизонтальная скорость, равная скорости тележки), а у струи - есть, так как она вытекает под давлением столба жидкости.
Поэтому струя достигнет поверхности падения раньше.

[VitDer]

GraNiNi, спасибо Вам за ответ!

Получается, что струя будет даже несколько впереди ... Но опять-таки от скорости зависит. И от количества воды в бачке. Напор то неравномерный. Правда, можно и подливать-:) Но тогда напрашивается интересный вывод: если запомнить куда бьёт струя в состоянии покоя тележки, то движение (именно скорость, не ускорение) можно обнаружить таким вот внутренним наблюдением-) Хотя вроде бы по теории и нельзя ...

[rockclimber]

VitDer в сообщении #1245713 писал(а):

Получается, что струя будет даже несколько впереди

Что значит "впереди"? GraNiNi говорил о вертикальной скорости, а не о горизонтальной. Вы схему нарисуйте, так понятнее будет.

[VitDer]

Всё правильно, о горизонтальной ... Вот сделал рисунок https://yadi.sk/i/qWLIF_3r3Mfcfz.
Вот и вопрос: будет ли $PK$ зависеть от скорости $V$ тележки при равномерном движении в вакууме? В среде-то понятно, что
будет, а вот в вакууме ...

[wrest]

VitDer
По тому как у вас нарисовано, струя будет лить в точку К.
В точку P она может попадать если тележка едет с ускорением или например струю воды сдувает воздух.

[realeugene]

VitDer в сообщении #1245463 писал(а):

Но это с шариком, а вот со струями, возможно, будет иначе

Что заставляет вас так думать?

[wrest]

VitDer в сообщении #1245713 писал(а):

Но тогда напрашивается интересный вывод: если запомнить куда бьёт струя в состоянии покоя тележки, то движение (именно скорость, не ускорение) можно обнаружить таким вот внутренним наблюдением-)

Не, не выйдет. :)
Но если тележка движется относительно воздуха и воздух сдувает струю\шарики, то вот тогда можно.

[SVD-d]

Предлагаю ещё два вопроса.

Из бочки с водой в пол стреляет ковбой. Пуля летит вертикально, проходит сквозь цилиндр и попадает в тележку. Когда тележка останавливается, ковбой снова вертикально смотрит в образовавшуюся дыру. Видит ли он пулю через дырку?
А теперь со дна бочки на тележку спускается паучок. Будет ли он, опустившись, совпадать с точкой пересечения платформы и прямой, проходящей через основание паутинки параллельно линии действия силы тяжести?

Или вот, давайте третий. С полки в корабле падает учебник, в котором написано: если за время $t$ падения чего бы то ни было тележка со скоростью $V$ успевает проехать расстояние $S$, то тело, имеющее ровно такую же скорость в том же направлении пролетит ровно то же расстояние $S$, потому что расстояние это в случае прямолинейного и равномерного движения определяется не скоростью падения, а произведением $t$ на $V$. Связано ли всё происходящее с принципом относительности Галилея?

[VitDer]

realeugene в сообщении #1245760 писал(а):

VitDer в сообщении #1245463 писал(а):

Но это с шариком, а вот со струями, возможно, будет иначе

Что заставляет вас так думать?

Струя - это жидкость, сплошная среда. Если шарик "выпал", то он летит, и как бы предоставлен "самому себе". А здесь движения
сопла могут оказывать воздействия на движение каждой точки струи (включая те, которые достигают платформы), а для шарика только в начальный момент падения ... Конечно, должна быть какая-то гидродинамическая теория струй, где эти вопросы подробно разбираются ...

[rockclimber]

VitDer
Ок, перейдем в систему отсчета тележки. Сидя на бочке и глядя вниз, мы видим, что где-то там мимо нас проезжает дорога. А струя воды из бочки загибается назад. Так что ли?