원형단면의 수맥이 그림과 같이 곡면을 따라 유량 0.018m3/s가 흐… | [토목기사 필기] 16년 3회차 기출문제 상세 페이지

x방향 분력은 약 −64.56 N으로, 음(−)부호는 힘이 x축의 양의 방향과 반대로 작용함을 뜻한다.
수맥은 수평과 30° 방향으로 들어와 곡면을 지나 수평과 60° 방향으로 빠져나간다. 마찰을 무시해 유속은 9.8 m/s로 일정하고, 유량이 0.018 m³/s이므로 질량유량은 ρQ = 1000×0.018 = 18 kg/s이다.
운동량방정식 $F_x=\rho Q\left(V_{2x}-V_{1x}\right)$ 에서 각 속도의 x성분은
V1x = 9.8·cos30° = 8.487 m/s
V2x = 9.8·cos60° = 4.9 m/s
$F_x=18\times(4.9-8.487)=-64.56\,\mathrm{N}$
속도 크기가 같아도 방향이 바뀌면서 x성분이 줄었기 때문에 음의 힘이 나온다.