2007년04월01일 1번

[비행원리]
입구 단면적 10cm², 출구 단면적20cm² 인 관의 입구에서, 속도가 12m/s인 경우 출구에서의 속도는 몇 m/s 인가? (단, 유체는 비압축성 유체다.)

① 5 m/s
② 6 m/s
③ 7 m/s
④ 8 m/s

(정답률: 82%)

문제 해설

유체의 질량 보존 법칙에 따라, 유체의 질량은 변하지 않는다. 따라서, 유체의 입구와 출구에서의 유체의 유량은 동일하다.

유체의 유속은 유체의 유량과 단면적의 곱으로 나타낼 수 있다. 즉, 유속 = 유량 ÷ 단면적이다.

입구에서의 유속은 12m/s 이므로, 입구에서의 유량은 10cm² × 12m/s = 120cm³/s 이다.

출구에서의 유속은 출구에서의 유량을 출구의 단면적으로 나눈 값이다. 출구에서의 유량은 입구에서의 유량과 동일하므로, 출구에서의 유속은 120cm³/s ÷ 20cm² = 6cm/s 이다.

하지만, 문제에서 답을 m/s 단위로 요구하고 있으므로, 6cm/s를 0.06m/s로 변환하면, 출구에서의 속도는 6m/s가 된다. 따라서, 정답은 "6 m/s"이다.

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