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골프공(지름 D=4cm, 무게 W=0.4N)이 50m/s의 속도로 날아… | [일반기계기사 필기] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 16년 1회차
골프공(지름 D=4cm, 무게 W=0.4N)이 50m/s의 속도로 날아가고 있을 때, 골프공이 받는 항력은 골프공 무게의 몇 배인가? (단, 골프공의 항력계수 CD=0.24이고, 공기의 밀도는 1.2 kg/m3 이다.)
1
4.52배
2
1.7배
3
1.13배
4
0.452배
해설

항력은 골프공 무게의 약 1.13배이다.

항력식 FD=CD12ρv2AF_D=C_D\cdot\dfrac{1}{2}\rho v^2\cdot A에 값을 대입해 항력을 구한 뒤 무게와 비교한다.

A=πD24=π×0.04241.257×103 m2A=\dfrac{\pi D^2}{4}=\dfrac{\pi\times0.04^2}{4}\approx1.257\times10^{-3}\ \mathrm{m^2}
FD=0.24×12×1.2×502×1.257×1030.452 NF_D=0.24\times\dfrac{1}{2}\times1.2\times50^2\times1.257\times10^{-3}\approx0.452\ \mathrm{N}

무게 0.4 N과 비교하면 0.4520.41.13\dfrac{0.452}{0.4}\approx1.13배가 된다.

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