그림과 같이 수직 평판에 속도 2m/s로 단면적이 0.01m^2인 물제… | [소방설비기사(기계) 필기] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비기사(기계) 필기] 18년 1회차

그림과 같이 수직 평판에 속도 $2m/s$ 로 단면적이 $0.01m^2$ 인 물제트가 수직으로 세워진 벽면에 충돌하고 있다. 벽면의 오른쪽에서 물제트를 왼쪽 방향으로 쏘아 벽면의 평형을 이루게 하려면 물제트의 속도를 약 몇 $m/s$ 로 해야 하는가? (단, 오른쪽에서 쏘는 물제트의 단면적은 $0.005m^2$ 이다.)

1.42

2.83

4.00

2.00

해설

벽면의 오른쪽에서 왼쪽 방향으로 쏘는 물제트의 속도는 약 2.83m/s로 해야 한다.
수직 평판에 충돌하는 물제트가 평판에 미치는 힘은 운동량 변화로부터  $F=\rho Q V=\rho A V^2$  이다. 양쪽 제트의 힘이 같아야 평형이 되므로
 $\rho A_1 V_1^2=\rho A_2 V_2^2$  이다.
대입하면  $0.01\times 2^2=0.005\times V_2^2$  ,
 $V_2^2=\dfrac{0.04}{0.005}=8$  ,
 $V_2=\sqrt{8}\approx 2.83\,\text{m/s}$  이다.

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