물제트가 연직하 방향으로 떨어지고 있다. 높이 12m 지점에서의 제트 … | [건설기계설비기사 필기] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

연직하 방향으로 떨어지는 물제트에 대해 에너지 보존과 연속방정식을 적용한다. 베르누이 방정식에서 두 지점 간 에너지 손실이 없으므로
$\frac{v_1^2}{2g} + h_1 = \frac{v_2^2}{2g} + h_2$
이고, 정리하면
$v_2^2 = v_1^2 + 2g(h_1 - h_2)$
이다.
주어진 값을 대입하면
$v_2^2 = 24^2 + 2 \times 10 \times (12 - 4.5) = 576 + 20 \times 7.5 = 576 + 150 = 726$
이므로
$v_2 = \sqrt{726} \approx 26.9 \text{ m/s}$
이다.
참고로 지름 정보는 연속방정식 검증에 사용되는데, $A_1 v_1 = A_2 v_2$에서 $v_2/v_1 = (d_1/d_2)^2$이지만, 문제에서 높이 4.5m에서의 지름이 주어지지 않았으므로 에너지 방정식만으로 충분하며, 계산 결과는 정답과 일치한다.