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1[일반기계기사 필기] 20년 2회차
비압축성 유체가 그림과 같이 단면적 A(x)=1-0.04x(m2)로 변화하는 통로 내를 정상상태로 흐를 때 P점(x=0)에서의 가속도(m/s2)는 얼마인가? (단, P점에서의 속도는 2m/s, 단면적은 1m2이며, 각 단면에서 유속은 균일하다고 가정한다.)
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해설

연속방정식 V(x)A(x)=V0A0V(x)A(x)=V_0A_0에서 V(x)=2×11−0.04xV(x)=\dfrac{2\times1}{1-0.04x}이며, 정상유동이므로 가속도는 대류가속도 a=VdVdxa=V\dfrac{dV}{dx}만 존재한다.
dVdx=2×0.04(1−0.04x)2\dfrac{dV}{dx}=2\times\dfrac{0.04}{(1-0.04x)^2}이고 x=0x=0에서 V=2V=2, dVdx=2×0.04=0.08\dfrac{dV}{dx}=2\times0.04=0.08이므로, a=2×0.08=0.16 m/s²이 된다.

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