2003년05월25일 60번
[기계유체역학] 유동방향에 수직으로 놓인 가로 5m, 세로 4m의 직사각형평판이 정지된 공기중을 10m/s로 운동할 때 필요한 동력은 몇 kW 인가? (단, 공기의 밀도는 1.23 kg/m3, 정면도 항력계수는 1.1이다.)
- ① 1.3
- ② 13.5
- ③ 18.1
- ④ 324.1
(정답률: 알수없음)
문제 해설
운동에너지 보존 법칙에 따라, 운동하는 물체의 운동에너지는 운동하기 전의 위치에서의 위치에너지와 항력에 의해 소멸된 일부 에너지의 합과 같다. 따라서, 이 문제에서 필요한 동력은 항력에 의해 소멸된 에너지를 보충하기 위한 것이다.
항력은 다음과 같이 계산할 수 있다.
F항력 = 1/2 x ρ x v2 x A x CD
여기서, ρ는 공기의 밀도, v는 물체의 속도, A는 물체의 정면면적, CD는 정면도 항력계수이다.
따라서, 이 문제에서 필요한 동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.
P = F항력 x v
= 1/2 x ρ x v3 x A x CD
= 1/2 x 1.23 kg/m3 x (10 m/s)3 x (5 m x 4 m) x 1.1
= 13.5 kW
따라서, 정답은 "13.5"이다.
항력은 다음과 같이 계산할 수 있다.
F항력 = 1/2 x ρ x v2 x A x CD
여기서, ρ는 공기의 밀도, v는 물체의 속도, A는 물체의 정면면적, CD는 정면도 항력계수이다.
따라서, 이 문제에서 필요한 동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.
P = F항력 x v
= 1/2 x ρ x v3 x A x CD
= 1/2 x 1.23 kg/m3 x (10 m/s)3 x (5 m x 4 m) x 1.1
= 13.5 kW
따라서, 정답은 "13.5"이다.
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