그림과 같이 속도 V인 자유제트가 곡면에 부딪혀 θ의 각도로 유동방향이… | [소방설비산업기사(기계분야) 필기] 19년 3회차 기출문제 상세 페이지

그림에서 제트는 +x 방향으로 속도 V로 들어와 곡면을 따라 x축과 θ만큼 기울어진 방향으로 빠져나간다. 자유제트이므로 압력은 대기압으로 일정하고 유동단면적도 일정해 출구 속도의 크기도 V로 같다.
운동량 방정식을 적용하면 유체가 곡면에 가하는 힘의 성분은 $F_x = \rho Q V(1 - \cos\theta)$, $F_y = \rho Q V \sin\theta$가 된다.
$0^\circ < \theta < 90^\circ$ 구간에서 θ가 커지면 $\cos\theta$는 작아지므로 $1-\cos\theta$는 커지고, $\sin\theta$ 역시 커진다. 따라서 x성분과 y성분 모두 증가한다.
참고로 θ=180°(완전 반전)일 때 x성분이 $2\rho Q V$로 최대가 되는 것과 같은 맥락이다.