如图所示，从固定喷嘴流出一股射流，其直径为d，速度为V。此射流冲击一个运动叶片，在叶片上流速方向转角为θ，如果叶片运动的速度为u，试求：  
（1）叶片所受的冲击力；  
（2）水流对叶片所作的功率；  
（3）当u取什么值时，水流作功最大？

如图所示，一个水平放置的水管在某处出现θ＝30°的转弯，管径也从d₁＝0.3m渐变为d₂＝0.2m，当流量为Q＝0.1m³/s时，测得大口径管段中心的表压为2.94×10⁴Pa，试求为了固定弯管所需的外力。

如图所示消防水枪的水管直径d₁＝0.12m，喷嘴出口直径d₂＝0.04m，消防人员持此水枪向距离为l＝12m，高h＝15m的窗口喷水，要求水流到达窗口时具有V₃＝10m/s的速度，试求水管的相对压强和水枪倾角θ。

如图所示，水池的水位高h＝4m，池壁开有一小孔，孔口到水面高差为y，如果从孔口射出的水流到达地面的水平距离x＝2m，求y的值。如果要使水柱射出的水平距离最远，则x和y应为多少？