Под каким углом к горизонту надо направить струю воды из брандспойта, что бы она падала...

Нужно посчитать скорость вылета струи. Тогда задача превратится в классическую задачу на бросок под углом к горизонту.
Мощность - это сколько работы совершает мотор в единицу времени для разгоны струи. И еще на кпд.
$P=\eta\dfrac{dA}{dt}=\eta\dfrac{\frac12 dm\cdot v^2}{dt}=\eta\dfrac 12 v^2\dfrac{\rho S dx}{dt}=\eta\dfrac 12\rho v^3S$
Отсюда скорость:
$v= \sqrt[3]{\dfrac{2P}{\eta\rho S}}$
Дальше все как в книжках:
$L=\dfrac{v^2\sin 2\alpha}{g}$
И отсюда угол:
$\alpha=\dfrac 12\arcsin\left[\dfrac{gL}{v^2}\right]=\dfrac 12\arcsin\left[gL\cdot\left(\dfrac{2P}{\eta\rho S}\right)^{-2/3\right]$
Замечание. При внимательном рассмотрении становится ясно, что при $L\ \textless \ \frac{v^2}{g}$ решений два, что соответствует двум траекториям (им даже название есть: низкая - настильная, высокая - навесная, при этом сумма углов при обеих траекториях равна π/2), при $L= \frac{v^2}{g}$ угол равен 45 градусам и траектория одна, при \frac{v^2}{g}" alt="L> \frac{v^2}{g}" align="absmiddle" class="latex-formula"> решений нет. Так что, для существования решений существенно условие на параметры задачи:
$L \leq \dfrac{v^2}{g}$