2017년04월08일 16번
[과목 구분 없음] 개방된 대형 물탱크에 물이 20 m 높이로 들어있다. 물탱크의 바닥에 면적이 2cm2인 노즐이 설치되어 있다. 이 노즐을 통한 물의 초기 배출 유량[L/s]은? (단, 모든 마찰 손실은 무시하며, 중력가속도는 10m/s2로 가정한다)
- ① 1
- ② 2
- ③ 3
- ④ 4
(정답률: 79%)
문제 해설
노즐에서의 속도는 물의 높이에서의 위치에 따라 달라진다. 물의 높이가 h일 때, 노즐에서의 속도는 √(2gh)이다. 여기서 g는 중력가속도이다.
물의 높이가 20m이므로, 노즐에서의 속도는 √(2×10×20) = √400 = 20m/s이다.
노즐의 면적은 2cm2이므로, 이를 m2 단위로 변환하면 0.0002m2이다.
따라서 초기 배출 유량은 속도 × 면적 = 20 × 0.0002 = 0.004m3/s = 4L/s이다.
따라서 정답은 "4"이다.