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그림의 수조는 옆벽에 뚫린 구멍의 통로 넓이가 20cm²이고 수면 높이… | [소방설비기사(기계) 필기] 24년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비기사(기계) 필기] 24년 3회차

그림의 수조는 옆벽에 뚫린 구멍의 통로 넓이가 20cm²이고 수면 높이는 그림처럼 일정하게 유지된다. 이 구멍으로 새어 나가는 물은 몇 L/s인가? (마찰과 수축은 헤아리지 않는다)
5m두께: 100mm

1

14.00L/s

2

19.80L/s

3

39.60L/s

4

198.0L/s

해설

수면과 구멍 자리를 잇는 에너지식에서 높이로 쌓아 둔 몫이 고스란히 속도로 바뀌므로
v=2gh=2×9.8×5=9.9v=\sqrt{2gh}=\sqrt{2\times 9.8\times 5}=9.9 m/s 다.
여기에 통로 넓이 20 cm2=2×10−3 m220\,\text{cm}^2=2\times 10^{-3}\,\text{m}^2 를 곱하면
Q=2×10−3×9.9=0.0198 m3/sQ=2\times 10^{-3}\times 9.9=0.0198\,\text{m}^3/\text{s}, 곧 19.8 L/s 가 된다.

넓이를 2×10−2 m22\times 10^{-2}\,\text{m}^2 로 잘못 환산하면 198, 뿌리 안의 2 를 빠뜨려 gh=7\sqrt{gh}=7 로 놓으면 14.0 이 나온다. 벽이 얼마나 두꺼운지는 빠져나가는 빠르기를 바꾸지 못하는 미끼 조건이다.

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