원통 속의 물이 중심축에 대하여 ω의 각속도로 강체와 같이 등속회전하고… | [일반기계기사 필기] 18년 2회차 기출문제 상세 페이지
1[일반기계기사 필기] 18년 2회차
원통 속의 물이 중심축에 대하여 ω의 각속도로 강체와 같이 등속회전하고 있을 때 가장 압력이 높은 지점은?
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바닥면의 중심점 A
2
액체 표면의 중심점 B
3
바닥면의 가장자리 C
4
액체 표면의 가장자리 D
해설
가장 압력이 높은 지점은 바닥면의 가장자리 C 이다.
강체회전하는 액체의 압력은 p = p0 + ρω2r2/2 + ρg·(깊이) 형태로, 회전 중심에서 멀수록(r 증가), 아래로 내려갈수록 커진다.
그림에서 자유표면은 중심 B가 가장 낮고 벽면 쪽 D가 가장 높은 포물면이다. 표면 위의 B와 D는 모두 대기압이라 압력이 같고, 바닥의 두 점 중에서는 위에 얹힌 액주가 더 높은 벽면 쪽이 중심보다 압력이 크다.
즉 반지름이 최대이면서 가장 깊은 바닥 가장자리 C가 최대 압력점이 된다.
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