문제 #8637

Question

수평으로 위치한 노즐로부터 물이 분출되고 있다. 직경이 4cm, 압력이 8.0kg/cm²인 노즐에 작용하는 힘은?

Accepted Answer

이 문제는 유체의 운동량 변화에 의해 발생하는 힘을 계산하는 문제입니다. 핵심 개념은 **운동량 보존 법칙**이며, 노즐을 통과하는 물의 운동량 변화율이 노즐에 작용하는 힘과 같다는 원리를 이용합니다. **정답 이유:** 1. **압력 에너지 변환:** 노즐 내 압력(8.0 kg/cm²)은 물이 분출될 때 운동 에너지로 전환됩니다. 이 압력은 단위 면적당 작용하는 힘이므로, 노즐 단면적에 압력을 곱하면 노즐에 작용하는 힘을 계산할 수 있습니다. 2. **단면적 계산:** 노즐의 직경이 4cm이므로, 단면적은 $\pi 	imes (2	ext{cm})^2 = 4\pi 	ext{cm}^2$ 입니다. 3. **힘 계산:** 노즐에 작용하는 힘은 압력 × 단면적 = $8.0 	ext{ kg/cm}^2 	imes 4\pi 	ext{ cm}^2 = 32\pi 	ext{ kg}$ 입니다. 4. **단위 변환:** $32\pi 	ext{ kg}$ 를 톤(ton)으로 변환하면 약 0.1

문제 1