그림과 같이 바닥 면적이 1㎡인 탱크에 1m 수두에서 노즐로 방출되는 유량이 Q일 때 이 유량을 두 배로 하기 위하여 수면 위에 약 몇 kg짜리 피스톤을 올려야 하는가?
1
4000
2
1000
3
2000
4
3000
해설
토리첼리 식에 의해 노즐 방출유량은 Q=A2gH 로 수두의 제곱근에 비례한다. 유량을 2배로 하려면 유효수두가 22=4 배, 즉 1m→4 m 가 되어야 하므로 피스톤이 3m 상당의 압력을 더해야 한다. 피스톤 무게는 W=ρhA=1,000×3×1=3,000 kg 이다. 따라서 ④ 3000이 정답이다.