안지름 20cm의 원통형 용기의 축을 수직으로 놓고 물을 넣어 축을 중… | [일반기계기사 필기] 17년 3회차 기출문제 상세 페이지
1[일반기계기사 필기] 17년 3회차
안지름 20cm의 원통형 용기의 축을 수직으로 놓고 물을 넣어 축을 중심으로 300rpm의 회전수로 용기를 회전시키면 수면의 최고점과 최저점의 높이 차(H)는 약 몇 cm 인가?
1
40.3cm
2
50.3cm
3
60.3cm
4
70.3cm
해설
수면의 최고점과 최저점의 높이 차는 약 50.3 cm이다.
등속 회전하는 용기의 자유표면은 그림처럼 포물면이 되어 중심이 가장 낮고 벽면이 가장 높으며, 그 높이 차는 H = ω2r2/(2g)이다.
ω = 2π × 300/60 = 31.4 rad/s, r = 20/2 = 10 cm = 0.1 m 이므로
H = (31.42 × 0.12)/(2 × 9.81) = 9.87/19.62 ≒ 0.503 m = 50.3 cm반지름 대신 지름 0.2 m를 넣으면 4배인 2 m가 나오므로, r가 안지름의 절반임을 확인하고 대입해야 한다.
내용에 오류가 있거나 최신 법령·기준과 다른 부분이 보이면 알려주세요. 확인 후 반영하겠습니다.