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1[소방설비기사-기계] 알아두면 좋은 기출 · 과거 정규시험 2회 이상 (110)

출제 21-3/19-1

그림에서 물 탱크차가 받는 추력은 약 몇 $N$ 인가? (단, 노즐의 단면적은 $0.03m^2$ 이며, 탱크 내의 계기압력은 $40kPa$ 이다. 또한 노즐에서 마찰 손실은 무시한다.)

5340

812

2710

1490

해설

노즐 출구속도는 계기압력과 수두를 함께 고려한 베르누이식으로  $v=\sqrt{2\left(\dfrac{P}{\rho}+gh\right)}$  이다. 대입하면  $v=\sqrt{2\left(\dfrac{40{,}000}{1000}+9.8\times 5\right)}=\sqrt{2\times 89}=13.34$  m/s이다. 추력은 운동량 방정식에서  $F=\rho Q v=\rho A v^2=1000\times 0.03\times 13.34^2=5{,}340$  N이다. 따라서 이 물 탱크차가 받는 추력은 5340 N이다.

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