2018년04월28일 48번

[계측방법]
다음 그림과 같은 U자관에서 유도되는 식은?

① P1=P2-h
② h=γ(P1-P2)
③ P1+P2=γh
④ P1=P2+γh

(정답률: 56%)

문제 해설

이 문제는 유체역학에서의 압력과 관련된 문제이다. U자관에서 유체가 흐르면서 압력이 변화하는데, 이 때 유체의 밀도와 중력가속도에 비례하는 상수 γ가 작용한다.

먼저, P1과 P2는 U자관의 양쪽 끝에서의 압력을 나타낸다. 그리고 h는 U자관의 높이 차이를 나타내는데, 이 높이 차이가 작을수록 압력 차이가 작아진다.

보기 중에서 P1과 P2의 관계를 나타내는 식은 "P1 = P2 - h"와 "P1 = P2 + γh" 두 가지가 있다. 하지만, U자관에서 유체가 흐르면서 압력이 변화하는 상황에서는 "P1 = P2 + γh"가 옳은 식이다.

이유는, 유체가 흐르면서 U자관의 양쪽 끝에서의 압력 차이가 γh만큼 발생하기 때문이다. 이는 유체의 밀도와 중력가속도에 비례하는 상수 γ가 작용하기 때문이다. 따라서, "P1 = P2 + γh"가 정답이다.

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