물이 유량 Q=0.06m3/s로 60°의 경사평면에 충돌할 때 충돌 후… | [토목기사 필기] 21년 3회차 기출문제 상세 페이지
1[토목기사 필기] 21년 3회차
물이 유량 Q=0.06m3/s로 60°의 경사평면에 충돌할 때 충돌 후의 유량 Q1, Q2는? (단, 에너지 손실과 평면의 마찰은 없다고 가정하고 기타 조건은 일정하다.)
1
Q1: 0.03m3/s, Q2: 0.03m3/s
2
Q1: 0.035m3/s, Q2: 0.025m3/s
3
Q1: 0.040m3/s, Q2: 0.020m3/s
4
Q1: 0.045m3/s, Q2: 0.015m3/s
해설
충돌 후 유량은 Q1 = 0.045m³/s, Q2 = 0.015m³/s로 갈라진다.
그림에서 유량 0.06m³/s의 분류가 평면판에 60°로 비스듬히 충돌해 위쪽 Q1, 아래쪽 Q2로 나뉜다. 판의 마찰과 에너지 손실이 없으므로 판에 나란한 방향의 운동량이 그대로 보존되고, 여기에 연속방정식이 함께 성립한다.
운동량: Q1 − Q2 = Q·cos60°
연속: Q1 + Q2 = Q두 식을 풀면
Q1 = Q(1 + cos60°)/2 = 0.06 × 1.5 / 2 = 0.045m³/s
Q2 = Q(1 − cos60°)/2 = 0.06 × 0.5 / 2 = 0.015m³/s
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