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지름 2mm인 구가 밀도 0.4kg/m3, 동점성계수 1.0×10-4m… | [일반기계기사 필기] 18년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 18년 3회차
지름 2mm인 구가 밀도 0.4kg/m3, 동점성계수 1.0×10-4m2/s인 기체속을 0.03m/s로 운동한다고 하면 항력은 약 몇 N인가?
1
2.26×10-8
2
3.52×10-7
3
4.54×10-8
4
5.86×10-7
해설

항력은 약 2.26×10⁻⁸N이다.

레이놀즈수를 확인하면 Re=Vdν=0.03×0.0021.0×104=0.6Re=\dfrac{Vd}{\nu}=\dfrac{0.03\times0.002}{1.0\times10^{-4}}=0.6으로 매우 작아 스토크스 항력 법칙을 적용할 수 있다.

점성계수는 μ=ρν=0.4×1.0×104=4×105 Pas\mu=\rho\nu=0.4\times1.0\times10^{-4}=4\times10^{-5}\ \mathrm{Pa\cdot s}이며, 항력은 F=3πμVd=3π×4×105×0.03×0.0022.26×108 NF=3\pi\mu Vd=3\pi\times4\times10^{-5}\times0.03\times0.002\approx2.26\times10^{-8}\ \mathrm{N}이다.

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