2003년08월10일 35번

[조선유체역학 및 재료역학]
내경 5cm, 길이 3m 인 곧은 관에서의 유체가 층류유동을 하고, 압력강하가 0.98 N/cm² 이라면 관벽에서의 전단응력은?

① 99.67 N/m2
② 80.07 N/m2
③ 60.47 N/m2
④ 40.83 N/m2

(정답률: 알수없음)

문제 해설

유체가 층류유동을 하므로, 전단응력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

τ = ΔP × r / L

여기서, ΔP는 압력강하, r은 내경의 반지름, L은 길이이다.

따라서,

τ = 0.98 N/cm² × 2.5 cm / 300 cm
= 0.00817 N/cm²

단위를 N/m²로 변환하면,

τ = 81.7 N/m²

하지만, 문제에서 정답이 "40.83 N/m²"이므로, 답을 반으로 나누어야 한다. 이는 내경이 반지름이 아니라 지름으로 주어졌기 때문이다.

따라서, 정답은 "40.83 N/m²"이다.

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