위는 다른 수강자께서 질문하신 내용 및 다산에서의 답변입니다.

저는 답변 내용 중 평판이 고정되어 있지 않은 경우 공식으로 풀고자 함이 아닙니다.(공식의 전개과정을 알기 위함입니다.)

 운동량방정식 F =  mV = ρQV           ///  m 질량유량,  Q 체적유량,  V 속도

1)평판이 움직이지 않는다면 물제트가  유량 Q, 속도 V로 힘을 가하며, 평판의 속도는 V-0 =V이므로

  F = ρQ(V-0) = ρAV(V-0) = ρAV²

2)평판이 움직인다 하여도, 물제트는 여전히 유량 Q, 속도 V로 힘을 가하며, 평판만  U의 속도로 움직이므로,

   F = ρQ (V-U) = ρAV(V-U)가 되어야 하는 것 아닌가요?

2025-12-24 08:14:51

안녕하세요. 회원님.

질문하신 내용은 유체역학의 검사체적(control volume) 설정과 상대 속도의 개념에서 매우 중요한 부분입니다.

결론부터 말씀드리면, 평판이 움직일 때 노즐에서 나오는 유량 Q와 실제로 평판에 부딪히는 유량 Q'는 서로 다르기 때문에 식이 달라집니다.

정지된 평판의 경우 F = ρAV² 이고 이동하는 평판의 경우 물제트가 평판에 도달했을 때 느끼는 충격속도는 V가 아니고 상대속도 V-U입니다.

따라서, 평판이 이동할 경우 F = ρA(V-U)²이 됩니다.

2025-12-24 15:50:43

감사합니다.