2012년03월04일 50번
[기계유체역학] 지름 D=4cm, 무게W=0.4N인 골프공이 60m/s의 속도로 날아가고 있을 때, 골프공이 받는 항력과 항력에 의한 가속도의 크기는 중력가속도의 몇 배인가? (단, 골프공의 항력계수 CD=0.25이고, 공기의 밀도는 1.2kg/m3이다.)
- ① 6.78N, 1.7배
- ② 6.78N, 0.7배
- ③ 0.678N, 1.7배
- ④ 0.678N, 0.7배
(정답률: 알수없음)
문제 해설
항력은 FD=1/2*CD*ρ*A*V2로 구할 수 있다. 여기서 A는 공의 단면적이다. 골프공의 단면적은 π*(D/2)2=πcm2이다. 이를 m2로 변환하면 0.0001πm2이 된다. 따라서 항력은 FD=1/2*0.25*1.2*0.0001π*602=0.678N이다.
항력에 의한 가속도는 a=FD/m이다. 골프공의 질량은 m=W/g=0.4/9.8≈0.041kg이다. 따라서 가속도는 a=0.678/0.041≈16.5m/s2이다.
중력가속도는 g=9.8m/s2이므로, 항력에 의한 가속도의 크기는 중력가속도의 약 1.7배이다. 따라서 정답은 "0.678N, 1.7배"이다.
항력에 의한 가속도는 a=FD/m이다. 골프공의 질량은 m=W/g=0.4/9.8≈0.041kg이다. 따라서 가속도는 a=0.678/0.041≈16.5m/s2이다.
중력가속도는 g=9.8m/s2이므로, 항력에 의한 가속도의 크기는 중력가속도의 약 1.7배이다. 따라서 정답은 "0.678N, 1.7배"이다.
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