高考申論題
109年
[水利工程] 流體力學
第 三 題
三、如下圖所示，渠道中設置一閘門，渠道寬度為4 m，上游水深維持在6 m，下游水深維持在20 cm，假設不計摩擦及能量損失，試求水流作用於該閘門的力量。（25分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
面對閘門受力問題，看到『不計摩擦及能量損失』應立即想到：(1) 在上下游自由表面間列『柏努利方程式』搭配連續方程式求出流速與流量；(2) 取包含閘門前後水體的控制體積，利用『一維動量方程式』求出流體所受總力（包含上下游靜水壓力與閘門反作用力）；(3) 依牛頓第三定律，反向即為流體作用於閘門之力。
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【解題思路】利用柏努利方程式與連續方程式求出上、下游斷面之流速，接著設定控制體積（Control Volume, CV），透過一維穩態動量方程式計算閘門與流體間之作用力。 【詳解】 一、已知條件與基本假設
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