高考申論題
105年
[水利工程] 流體力學
第 三 題
三、有一自由射流通過重量為 G 的圓球，並使圓球懸浮不會下墜，如圖三所示。假設流體的黏滯性可忽略，且已知自由射流的入射速度為U1，入射角為α1，則射流通過圓球後的速度U2及角度α2應為何？假設射流通過圓球前後的斷面積皆為 A，如要使圓球不會下降，射流斷面積 A 應為多少？（20 分）
圖三
📝 此題為申論題
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本題涉及「自由射流」與「控制體積動量方程式」。分析順序如下：
- 利用自由射流壓力皆為大氣壓力的特性，配合伯努利方程式推導出流速大小不變 ($U_1=U_2$)。
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【考點分析】 本題測驗動量方程式（Momentum Equation）與自由射流（Free Jet）特性的結合。重點在於判斷系統受力狀態，由圓球「懸浮靜止」推導出水平無淨力及垂直力平衡。 【理論/法規依據】
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