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1[일반기계기사 필기] 22년 1회차
두 평판 사이에 점성계수가 2 N·s/m2인 뉴턴 유체가 다음과 같은 속도분포 (u, m/s)로 유동한다. 여기서 y는 두 평판 사이의 중심으로부터 수직방향 거리(m)를 나타낸다. 평판 중심으로부터 y = 0.5cm 위치에서의 전단응력의 크기는 약 몇 N/m2인가?
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100
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200
3
1000
4
2000
해설
속도분포를 미분해 점성계수를 곱하면 전단응력은 200 N/m²이다.
주어진 속도분포 u(y) = 1 − 10000y² 를 y로 미분하면
du/dy = −20000yy = 0.5 cm = 0.005 m 를 대입하면
|du/dy| = 20000 × 0.005 = 100 s-1뉴턴 유체이므로 τ = μ|du/dy| = 2 × 100 = 200 N/m². cm를 m로 바꾸지 않고 y = 0.5를 그대로 넣으면 100배 어긋나므로 단위 환산이 이 문제의 갈림길이다.
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