а) Энергия воды на вершине плотины можно выразить через её потенциальную энергию:
E = mgh,
где m - масса воды, g - ускорение свободного падения, h - высота плотины.
Поскольку вода находится на вершине плотины, то h = 34,5 м.
(b) Рассчитаем энергию воды:
m = 45 л = 45 кг (1 л весит 1 кг),
g = 9,8 м/с^2,
h = 34,5 м.
E = 45 * 9,8 * 34,5 = 15214,5 Дж.
в) При падении с плотины потенциальная энергия воды преобразуется в кинетическую энергию движения.
г) Рассчитаем скорость потока воды внизу плотины:
Пусть уровень воды на вершине плотины равен 0. Тогда изменение потенциальной энергии равно изменению кинетической энергии:
mgh = mv^2/2,
где v - скорость потока воды.
У нас уже есть m, g, h. Решив уравнение для v, получим значение скорости.
д) Вода, упав с плотины, обладает большой мощностью и скоростью, что делает опасным вход в неё из-за сильного течения и возможности утонуть.