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1[소방설비산업기사(기계분야) 필기] 18년 3회차

지름이 10cm인 원통에 물이 담겨있다. 중심축에 대하여 300rpm의 속도로 원통을 회전시켰을 때 수면의 최고점과 최저점이 높이 차는 몇 cm인가?

8.5

10.2

11.4

12.6

해설

회전하는 원통 속 액체의 자유표면은 강제와류를 이루며, 중심과 벽면의 수면 높이차는  $\Delta h=\dfrac{\omega^2 R^2}{2g}$ 로 구한다.
각속도는  $\omega=\dfrac{2\pi N}{60}=\dfrac{2\pi\times300}{60}\approx31.4\,rad/s$ 이고, 원통의 반지름은  $R=0.05\,m$ 이다.
따라서  $\Delta h = \dfrac{31.4^2\times0.05^2}{2\times9.8}\approx0.126\,m \approx 12.6\,cm$ 로 계산된다.

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