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1[소방설비산업기사(기계분야) 필기] 18년 3회차
지름 10cm의 원형노즐에서 물이 50m/s의 속도로 분출되어 벽에 수직으로 충돌할 때 벽이 받는 힘의 크기는 약 몇 kN인가?
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19.6
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33.9
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57.1
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79.3
해설

물이 벽에 수직으로 충돌해 운동량을 모두 잃는 경우, 벽이 받는 힘은 F=ρQvF=\rho Q v로 구할 수 있다.

노즐 단면적은 A=π4(0.1)27.854×103m2A=\dfrac{\pi}{4}(0.1)^2 \approx 7.854\times10^{-3}\,m^2이고 유량은 Q=Av=7.854×103×500.393m3/sQ = Av = 7.854\times10^{-3}\times50 \approx 0.393\,m^3/s이다.

따라서 F=1000×0.393×5019.6kNF = 1000\times0.393\times50 \approx 19.6\,kN으로 계산된다.

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