2cm 떨어진 두 수평한 판 사이에 기름이 차있고, 두 판 사이의 정중앙에 두께가 매 상세 페이지

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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 $N\cdot s/m^{2}$ 인가? (단, 정사각형 판의 두께는 무시한다.)

0.02

0.2

0.01

0.1

해설

정사각형 판이 두 판 사이 정중앙에 있으므로 위·아래 간극은 각각  $h=1$  cm  $=0.01$  m이고, 전단력은 판의 양면에 작용한다.
뉴턴의 점성법칙  $\tau=\mu\dfrac{u}{h}$ 에서  $F=2\mu\dfrac{u}{h}A$ 이다.
대입하면  $0.02=2\mu\times\dfrac{0.1}{0.01}\times(0.1\times 0.1)=0.2\mu$ 이므로  $\mu=0.1$   $N\cdot s/m^2$ , 즉 ④ 0.1이 정답이다.
양면을 고려하지 않으면 ② 0.2가 되므로 주의한다.

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