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30m의 폭을 가진 개수로(open channel)에 20cm의 수심과… | [건설기계설비기사 필기] 16년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 16년 1회차
30m의 폭을 가진 개수로(open channel)에 20cm의 수심과 5m/s의 유속으로 물이 흐르고 있다. 이 흐름의 Froude수는 얼마인가?
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0.57
2
1.57
3
2.57
4
3.57
해설

Froude 수는 Fr=VgDhFr = \frac{V}{\sqrt{gD_h}}로 정의되며, 여기서 V는 유속, g는 중력가속도, DhD_h는 수력깊이(hydraulic depth)다. 직사각형 개수로에서 수력깊이는 Dh=AB=y⋅BB=yD_h = \frac{A}{B} = \frac{y \cdot B}{B} = y이므로 수심 y와 같다.

주어진 값: V = 5 m/s, y = 0.2 m, g = 10 m/s²를 대입하면
Fr=510×0.2=52=51.414≈3.54Fr = \frac{5}{\sqrt{10 \times 0.2}} = \frac{5}{\sqrt{2}} = \frac{5}{1.414} \approx 3.54이다.

이는 선택지의 3.57과 일치한다.

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