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1[일반기계기사 필기] 16년 3회차
그림과 같이 U자 관 액주계가 x 방향으로 등가속 운동하는 경우 x 방향 가속도 ax는 약 몇 m/s2인가? (단, 수은의 비중은 13.6이다.)
1
0.4
2
0.98
3
3.92
4
4.9
해설
수평 방향으로 등가속 운동하는 액체의 자유표면은 기울기 tanθ = ax/g 를 이루므로, 좌우 액면의 높이차만으로 가속도가 정해진다.
그림에서 폭 2 m 인 용기의 왼쪽 관 액면은 바닥에서 1 m, 오른쪽 관 액면은 0.2 m 이므로 높이차는 1 − 0.2 = 0.8 m 다.
tanθ = 0.8 ÷ 2 = 0.4따라서 ax = g·tanθ = 9.8 × 0.4 = 3.92 m/s² 이다.
가속 방향(+x)의 뒤쪽 액면이 높아지는 모습이 그림과 일치하며, 수은의 비중 13.6은 계산에 관여하지 않는다 — 같은 유체의 액면 기울기를 묻는 문제라 밀도가 소거되기 때문이다.
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