15. 电磁炮灭火消防车（图甲）采用电磁弹射技术投射灭火弹进入高层建筑快速灭火。电容器储存的能量通过电磁感应转化成灭火弹的动能，设置储能电容器的工作电压可获得所需的灭火弹出膛速度。如图乙所示，若电磁炮正对高楼，与高楼之间的水平距离 $L = 6 0 \mathrm { m }$ ，灭火弹出膛速度 $\nu _ { \mathrm { { 0 } } } = 5 0 \mathrm { { m } / \mathrm { { s } } }$ ，方向与水平面夹角 $\theta = 5 3 ^ { \circ }$ ，不计炮口离地面高度及空气阻力，取重力加速度大小 $g = 1 0 \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ $\sin 5 3 ^ { \circ } = 0 . 8$
（1）求灭火弹击中高楼位置距地面的高度 $H ;$
（2）已知电容器储存的电能 $E = { \frac { 1 } { 2 } } C U ^ { 2 }$ ，转化为灭火弹动能的效率 $\eta = 1 5 \%$ ，灭火弹的质量为 $3 \mathrm { k g }$ ，电容 $C = 2 . 5 { \times } 1 0 ^ { 4 } { \mu \mathrm { F } }$ ，电容器工作电压U应设置为多少？
甲
参考答案
(1) 60m; (2) $U = 1 0 0 0 \sqrt { 2 } \mathrm { V }$