高考申論題
109年
[機械工程] 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
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看到閘門受力問題，這是一道標準的「能量方程式（或柏努利方程式）結合動量方程式」的綜合題型。解題分為兩階段： 第一階段：因為題目提示「不計摩擦及能量損失」，故應對上下游斷面列出能量方程式 $E_1 = E_2$，並配合連續方程式 $V_1 y_1 = V_2 y_2$ 聯立，求出上下游的真實流速 ($V_1, V_2$) 與總流量 $Q$。
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【考點分析】 考查明渠流（Open Channel Flow）中能量方程式（求流速與流量）與積分形式動量方程式（求流體對固體邊界的作用力）的聯合應用。 【理論/法規依據】
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