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1[소방설비기사(기계) 필기] 18년 3회차

그림과 같이 스프링상수(spring constant)가 $10N/cm$ 인 4개의 스프링으로 평판 A를 벽 B에 그림과 같이 설치되어 있다. 이 평판에 유량 $0.01m^3/s$ , 속도 $10m/s$ 인 물 제트가 평판 A의 중앙에 직각으로 충돌할 때, 물 제트에 의해 평판과 벽 사이의 단축되는 거리는 약 몇 cm인가?

2.5

해설

평판에 직각으로 충돌하는 분류의 충격력은 운동량 방정식에서  $F=\rho QV$  이다.  $F=1{,}000\times 0.01\times 10=100$  N이다. 스프링 4개가 병렬 로 배치되어 있으므로 합성 스프링상수는  $k_{eq}=4\times 10=40$  N/cm이고, 변위는  $x=\dfrac{F}{k_{eq}}=\dfrac{100}{40}=2.5$  cm이므로 평판과 벽 사이의 단축되는 거리는 약 2.5cm이다.

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