노즐에서 뿜어 나온 물줄기가 고정된 평판에 수직으로 부딪친다. 물의 밀… | [소방설비기사(기계) 필기] 22년 4회차 기출문제 상세 페이지

평판이 떠받치는 힘은 물이 잃어버린 운동량이 어디로 갔는지 따지면 드러난다. 뉴턴의 둘째 법칙을 흐르는 물에 옮겨 적은 $F=\dfrac{d}{dt}(mv)$ 에서, 흐름이 고르면 단위시간에 드나드는 질량이 $\dot m=\rho Q=\rho A v$ 로 일정하므로 힘은 $F=\dot m\,v=\rho Q v=\rho A v^{2}$ 로 정리된다.
수직으로 때린 물이 판을 따라 옆으로 흩어지면서 처음 방향 속도가 0이 되기에 속도차가 v 그대로 남는다는 점이 열쇠다.
$\dfrac{1}{2}\rho A v^{2}$: 동압에 넓이를 곱한 꼴이라 크기가 절반으로 어긋난다.
$\gamma Q H$: 힘이 아니라 단위시간에 하는 일, 곧 동력이다.
$\gamma h A$: 멈춰 있는 물이 잠긴 면을 누르는 전압력이라 상황 자체가 다르다.