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1[배관기능사 필기] 12년 1회차
직경이 10cm인 관에 물이 4m/s 의 속도로 흐르고 있다. 이관에 출구 직경이 2cm인 노즐을 장치한다면 노즐에서 분출되는 유속은 몇 m/s 인가?
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해설

연속방정식(continuity equation)에 의해 관의 유량은 일정하므로 A1v1=A2v2A_1 v_1 = A_2 v_2이다.
관의 단면적 A1=π(0.05)2A_1 = \pi(0.05)^2, 노즐의 단면적 A2=π(0.01)2A_2 = \pi(0.01)^2이다.

π(0.05)2×4=π(0.01)2×v2\pi(0.05)^2 \times 4 = \pi(0.01)^2 \times v_2
(0.05)2×4=(0.01)2×v2(0.05)^2 \times 4 = (0.01)^2 \times v_2
0.0025×4=0.0001×v20.0025 \times 4 = 0.0001 \times v_2
0.01=0.0001×v20.01 = 0.0001 \times v_2
v2=0.010.0001=100 m/sv_2 = \frac{0.01}{0.0001} = 100 \text{ m/s}

또는 직경의 비로
v2=v1×(d1)2(d2)2=4×(10)2(2)2=4×25=100 m/sv_2 = v_1 \times \frac{(d_1)^2}{(d_2)^2} = 4 \times \frac{(10)^2}{(2)^2} = 4 \times 25 = 100 \text{ m/s}
이므로 노즐에서의 유속은 100 m/s이다.

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