2004년09월05일 51번

[수리학 및 수문학]
지름 4㎝의 원형단면의 수맥(水脈)이 그림과 같이 구부러 질 때, 곡면을 지지하는데 필요한 힘 Px와 Py는? (단, 수맥의 속도는 15m/sec이고, 마찰은 무시한다.)

① Px = 0.01055t, Py = 0.03939t
② Px = 0.01055t, Py = 0.01055t
③ Px = 0.01055t, Py = 0.02055t
④ Px = 0.1055t, Py = 0.3939t

(정답률: 39%)

문제 해설

이 문제는 수맥 내부의 액체가 곡면을 따라서 어떻게 흐르는지를 이해하는 것이 중요합니다.

먼저, 수맥 내부의 액체는 곡면을 따라서 움직입니다. 이때, 수맥 내부의 액체는 중력과 수맥 벽면에 작용하는 압력에 의해 움직입니다.

그림에서 Px와 Py는 각각 x축 방향과 y축 방향으로 작용하는 힘입니다. 이 두 힘은 수맥 벽면에 작용하는 압력에 의해 발생합니다.

수맥 벽면에 작용하는 압력은 벽면의 곡률과 액체의 밀도, 속도 등에 따라서 결정됩니다. 이 문제에서는 마찰을 무시하므로, 압력은 벽면의 곡률과 액체의 밀도, 속도에만 의해 결정됩니다.

따라서, Px와 Py는 수맥 벽면의 곡률과 액체의 밀도, 속도에 따라서 결정됩니다. 이 문제에서는 수맥의 곡률과 액체의 밀도, 속도가 주어져 있으므로, Px와 Py를 계산할 수 있습니다.

정리하면, Px와 Py는 수맥 벽면에 작용하는 압력에 의해 발생하는 힘이며, 이 압력은 벽면의 곡률과 액체의 밀도, 속도에 따라서 결정됩니다. 이 문제에서는 마찰을 무시하므로, 압력은 벽면의 곡률과 액체의 밀도, 속도에만 의해 결정됩니다. 따라서, Px와 Py를 계산할 수 있습니다.

정답은 "Px = 0.01055t, Py = 0.03939t" 입니다.

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