Условие восстановления нормального хода суток.
F(реакт)=Fтр.
где F(реакт) - реактивная сила.
F(тр) - сила трения о космические лучи, собственно и вызвавшая дисбаланс.
Пусть моча вытекает из ... эээ... чтобы не быть порезаными цензурой назовем это отверстием в боковой стенке сосуда, куда вставлена горизонтальная трубка с закругленной внутренней кромкой, направляющая вытекающую струю. Разобьем текущую мочу на трубки тока. Хотя точная форма трубок тока нам и неизвестна, но все они должны по идее начинаться в верхушке мочевика и заканчиваться на выходном торце сливной трубки. Если площадь сечения мочевыводящего канала S(2) значительно меньше площади свободной поверхности мочевика S(1), то при истечении жидкости ее опускающаяся с некоторой скоростью V(1) поверхность будет оставаться горизонтальной. И константа, входящая в уравнение Бернули будет одинакова для всех трубок тока.
const=(pl*V(0)^2)/2 + p(0) + pl*g*H(0)
где pl - плотность мочи,
V(0) - модуль скорости течения жидкости в сечении (0) трубки тока,
H(0) - высота сечения (0) над условно выбранным уровнем,
p(0) - давление в том же сечении трубки тока, вызванное силами упругости жидкости,
g - ускорение свободного падения на поверхности земли.
Итого имеем :
1 - сечение на поверхности мочевика
2 - сечение на выходе из "сливной трубки"
(pl*V(1)^2)/2 + p(1) + pl*g*H(1) = (pl*V(2)^2)/2 + p(2) + pl*g*H(2);
т.к. S(1) много больше S(2), то следовательно V(1) много меньше V(2), то членом (pl*V(1)^2)/2 - можно принебречь.
V(2)= sqrt (2* (g*H + ( p(1) - p(2) )/ pl ))
где V(2) - скорость частиц мочи, вылетающих в атмосферу сами знаете откуда
H = H(1) - H(2) - расстояние между "сливным краником" и верхушкой мочевика.
p(1) - давление внутри мочевика
p(2) - давление атмосферное.
Поскольку изменять диаметр мочевыводящих каналов мы не в состоянии, то единственный способ увеличить реактивную силу - повышать давление p(1) внутри мочевика (конечность размеров самого мочевика не позволяет бесконечно увеличивать объем и соотв. массу жидкости ( жидкость по условию несжимаемая)). Вычислим же модуль реактивной силы. По третьему закону Ньютона искомая реактивная сила F(реакт) равна по величине силе, с которой стенки сосуда действуют на воду, сообщая ее (по второму закону Ньютона) приращение импульса в направлении истечения. Поскольку масса m(2), вытекающая через отверстие с сечением S(2) равна pl*V(2)*S(2), то изменение импульса в единицу времени составит величину pl*S(2)*V(2)^2. А модуль самой реактивной силы равен:
F(реакт)= pl*S(2)*V(2)^2 = 2*pl*S(2)*(g*H + (p(1)-p(2))/pl).
Далее, чтобы удовлетворить возникшему в ходе обсуждения условию
Цитата:
обычное мочеиспускание, здесь не поможет , поскольку ударяясь о землю происходит компенсация реактивной энергии .Поэтому писать нада только в космос
приравняем V(2) к первой космической скорости.
sqrt (2* (g*H + ( p(1) - p(2) )/ pl )) = sqrt (g*R)
где R - радиус Земли на экваторе.
Для придания моче нужной скорости потребуется создать давление внутри мочевика:
p(1) = p(2) + g*pl*(R/2 - H)
Поскольку радиус земли R во много раз больше расстояния Н между "сливным краником" и верхушкой мочевика, то геометрической характеристики мочевика можно принебречь.
Итого, требуемое давление p(1) = p(2) - g*pl*R/2
Как видим, для выполнения последнего условия важно все же давление, а не масса выбрасываемой в атмосферу жидкости. Хотя безусловно увеличение массы приведет к более длительному действию реактивной силы.