La placa tendrá forma de semiesfera como lo muestra la figura, pues así se aprovechará mejor la fuerza que le proporciona el chorro. Además habrán menos pérdidas de energía que con respecto a una placa plana. El desafío es encontrar la manera de maximizar esta fuerza.
Simplificando el modelo, nos queda una placa donde Vo=velocidad de entrada, V1 y V2 velocidades de salida, como lo indica la figura:
Haciendo conservación de cantidad de movimiento en el eje x (sentido del chorro).
Sabiendo que Q=AV
Donde además Fp=fuerza sobre la placa
Tenemos que:
También sabemos que el caudal que entra es igual al que sale, es decir:
Por último asumiremos que las velocidades de entrada y salida son iguales; y que la relación entre las áreas es la siguiente:
Reemplazando estas relaciones de velocidades y áreas en la ecuación de cantidad de movimiento nos queda:
Como vemos, la fuerza final sobre la placa dependerá de la velocidad de salida del chorro, del área y de la forma del tubo (el ángulo que se use).
Para maximizar la fuerza decidimos usar un ángulo de 35°, es decir la fuerza sobre la placa será:
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