第 二 題

旋轉噴水器是考角動量方程式的經典題。核心觀念是：絕對速度 = 牽連速度 + 相對速度。首先觀察圖示判定旋轉方向。由於是穩定旋轉且忽略摩擦力，合力矩為零，因此流入與流出系統的角動量率必須平衡。流出的角動量率為各噴嘴的「半徑 × 質量流率 × 絕對切線速度」。將左右兩臂的角動量通量相加等於零，即可解出未知的角速度 ω。

本題測驗基礎的體積流率與速度關係。題目已提供噴嘴直徑及體積流率，首先將流率單位從「每分鐘立方公尺」轉換為「每秒立方公尺」(m³/s)，並計算噴嘴的截面積（注意單位轉換）。最後利用 V = Q/A 求得相對出水速度。這是一個熱身題，必須確保留到分數。