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2cm 떨어진 두 수평한 판 사이에 기름이 차있고, 두 판 사이의 정중… | [소방설비기사(기계) 필기] 18년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비기사(기계) 필기] 18년 3회차

2cm 떨어진 두 수평한 판 사이에 기름이 차있고, 두 판 사이의 정중앙에 두께가 매우 얇은 한 변의 길이가 10cm인 정사각형 판이 놓여있다. 이 판을 10cm/s의 일정한 속도로 수평하게 움직이는데 0.02N의 힘이 필요하다면, 기름의 점도는 약 몇 N⋅s/m2N\cdot s/m^{2}인가? (단, 정사각형 판의 두께는 무시한다.)

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0.02

2

0.2

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0.01

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0.1

해설

판이 두 판 사이 정중앙에 있어 전단력이 판의 양면에 작용하므로, 기름의 점도는 약 0.1N·s/m²이다.

위·아래 간극은 각각 h=1 cm =0.01=0.01 m이고, 뉴턴의 점성법칙 τ=μuh\tau=\mu\dfrac{u}{h} 에서
F=2μuhAF=2\mu\dfrac{u}{h}A
0.02=2μ×0.10.01×(0.1×0.1)=0.2μ0.02=2\mu\times\dfrac{0.1}{0.01}\times(0.1\times 0.1)=0.2\mu
μ=0.1\mu=0.1 N⋅s/m2N\cdot s/m^2

양면을 고려하지 않으면 0.2가 되므로 주의한다.

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