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간격이 10mm인 평행한 두 평판 사이에 점성계수가 8x10-2N ㆍs… | [소방설비산업기사(기계분야) 필기] 19년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비산업기사(기계분야) 필기] 19년 3회차
간격이 10mm인 평행한 두 평판 사이에 점성계수가 8x10-2N ㆍs/m2인 기름이 가득 차있다. 한쪽 판이 정지된 상태에서 다른 판이 6m/s의 속도로 미끄러질 때 면적 1m2당 받는 힘(N)은? (단, 평판 내 유체의 속도분포는 선형적이다.)
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해설

뉴턴의 점성법칙에 따라 평행평판 사이 유체의 전단응력은 τ=μVh\tau = \mu \dfrac{V}{h}로 구한다. 점성계수 μ=8×102 Ns/m2\mu = 8\times10^{-2}\ \text{N}\cdot\text{s/m}^2, 속도 V=6 m/sV=6\ \text{m/s}, 간격 h=10 mm=0.01 mh=10\ \text{mm}=0.01\ \text{m}이다.

대입하면 τ=0.08×60.01=48 N/m2\tau = 0.08 \times \dfrac{6}{0.01} = 48\ \text{N/m}^2이며, 면적이 1 m21\ \text{m}^2이므로 받는 힘도 48 N으로 계산된다.

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