그림과 같은 수조에 0.3m×1.0m 크기의 사각 수문을 통하여 유출되는 유량은 몇 m3/s인가? (단, 마찰손실은 무시하고 수조의 크기는 매우 크다고 가정한다.)
1
1.7
2
1.9
3
1.3
4
1.5
해설
수조가 매우 크고 마찰손실을 무시하므로 수문(오리피스) 유출속도는 토리첼리 식 V=2gh 로 구하며, 여기서 h 는 수면에서 수문 중심까지의 깊이이다. 수문 상단이 수면 아래 0.8 m, 수문 높이가 1 m 이므로 h=0.8+21=1.3 m 이고, V=2×9.8×1.3=5.05 m/s 이다. 수문 단면적 A=0.3×1.0=0.3m2 이므로 Q=AV=0.3×5.05≈1.5m3/s 이다. 따라서 정답은 ④ 1.5 이다.