그림과 같이 바닥부 단면적이 1m2인 탱크에 설치된 노즐에서 수면과 노… | [건설기계설비기사 필기] 21년 2회차 기출문제 상세 페이지

토리첼리 정리에서 유속(유량)은 $V=\sqrt{2gh}$에 비례하므로, 유량을 2배로 하려면 유효수두 $h$를 4배로 늘려야 한다($Q\propto\sqrt{h}$이므로 $2=\sqrt{h'/h}$ → $h'=4h$). 기존 수두가 1m이므로 새로운 유효수두는 4m가 되어야 하며, 이는 피스톤이 가하는 압력에 의한 추가 수두 3m가 필요함을 의미한다.
피스톤 압력에 의한 수두 $h_p=\dfrac{W}{\rho g A}$이므로 $3=\dfrac{W}{1000\times1}$에서 $W=3000$kg (탱크 단면적 $A=1\text{m}^2$). 따라서 약 3000kg의 피스톤이 필요하다.