برای حل این سوال، ابتدا باید آهنگ شارش حجمی و تندی متوسط خروجی آب را محاسبه کنیم.
1. **آهنگ شارش حجمی (Q)**:
آهنگ شارش حجمی به صورت زیر تعریف میشود:
\[
Q = \frac{V}{t}
\]
که در اینجا \(V\) حجم آب و \(t\) زمان عبور آب است.
حجم آب \(V = 45\) لیتر است که باید به مترمکعب تبدیل شود:
\[
1 \text{ لیتر} = 0.001 \text{ مترمکعب}
\]
لذا:
\[
V = 45 \text{ لیتر} = 45 \times 0.001 \text{ مترمکعب} = 0.045 \text{ مترمکعب}
\]
زمان \(t = 15\) ثانیه است. حالا آهنگ شارش حجمی را محاسبه میکنیم:
\[
Q = \frac{0.045 \text{ مترمکعب}}{15 \text{ ثانیه}} = 0.003 \text{ مترمکعب بر ثانیه}
\]
2. **تندی متوسط خروجی (v)**:
تندی متوسط خروجی به صورت زیر محاسبه میشود:
\[
v = \frac{Q}{A}
\]
که در اینجا \(A\) مساحت مقطع لوله است.
مساحت مقطع لوله \(A = 3 \text{ cm}^2\) است که باید به مترمربع تبدیل شود:
\[
1 \text{ cm}^2 = 0.0001 \text{ m}^2
\]
لذا:
\[
A = 3 \text{ cm}^2 = 3 \times 0.0001 \text{ m}^2 = 0.0003 \text{ m}^2
\]
حالا تندی متوسط را محاسبه میکنیم:
\[
v = \frac{0.003 \text{ مترمکعب بر ثانیه}}{0.0003 \text{ مترمربع}} = 10 \text{ متر بر ثانیه}
\]
نتیجه نهایی:
- آهنگ شارش حجمی \(Q = 0.003 \text{ مترمکعب بر ثانیه}\)
- تندی متوسط خروجی \(v = 10 \text{ متر بر ثانیه}\)
