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1[소방설비기사(기계) 필기] 21년 3회차

그림에서 물 탱크차가 받는 추력은 약 몇 NN인가? (단, 노즐의 단면적은 0.03m20.03m^2이며, 탱크 내의 계기압력은 40kPa40kPa이다. 또한 노즐에서 마찰 손실은 무시한다.)
▽공기물5mP=40kPa

1

5340

2

812

3

2710

4

1490

해설

물 탱크차가 받는 추력은 약 5340N이다. 노즐 출구속도는 계기압력과 수두를 함께 고려한 베르누이식으로 구한다.
v=2(Pρ+gh)v=\sqrt{2\left(\dfrac{P}{\rho}+gh\right)}

대입하면
v=2(40,0001000+9.8×5)=2×89=13.34v=\sqrt{2\left(\dfrac{40{,}000}{1000}+9.8\times 5\right)}=\sqrt{2\times 89}=13.34 m/s이다.

추력은 운동량 방정식에서
F=ρQv=ρAv2=1000×0.03×13.342=5,340F=\rho Q v=\rho A v^2=1000\times 0.03\times 13.34^2=5{,}340 N이다.

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