지름 0.1mm이고, 비중이 7인 작은 입자가 비중이 0.8인 기름 속… | [일반기계기사 필기] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 17년 1회차

지름 0.1mm이고, 비중이 7인 작은 입자가 비중이 0.8인 기름 속에서 0.01m/s의 일정한 속도로 낙하하고 있다. 이 때 기름의 점성계수는 약 몇 kg/(mㆍs)인가? (단, 이 입자는 기름 속에서 Stokes 법칙을 만족한다고 가정한다.)

0.003379

0.009542

0.02486

0.1237

해설

Stokes 법칙으로 구한 기름의 점성계수는 약 0.003379 kg/(m·s)이다.
등속 낙하 시 중력·부력·점성저항력이 평형을 이루므로  $\mu = \dfrac{2r^2(\rho_p-\rho_f)g}{9V}$ 가 성립한다.
입자 반지름  $r=5\times10^{-5}\ \mathrm{m}$ ,  $\rho_p=7000$ ,  $\rho_f=800\ \mathrm{kg/m^3}$ ,  $V=0.01\ \mathrm{m/s}$ 를 대입하면  $\mu \approx 0.003379\ \mathrm{kg/(m\cdot s)}$ 가 된다.

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