普考申論題
112年
[環境工程] 流體力學概要
第 一 題
一、如圖所示，水桶藉由繩索吊掛在半空中，水桶及水的重量為200 N，水桶中的水藉由加壓空氣加速排出水桶，排出的水流直徑d = 12 mm，當H = 425 mm時之繩索受到的張力為10 N，此時桶中的空氣壓力為何？（20分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到本題，首先要辨識出這是一個結合「動量方程式」與「伯努利方程式」的綜合題。首先，選定水桶及內部水體為控制體積。接著分析Y軸方向的受力平衡，由於水向下排出會帶走動量，產生的反作用力減輕了繩索的張力，可利用動量方程式求出水排出的流速。取得流速後，再利用伯努利方程式（或能量方程式），以水桶內部水面與排出口為兩點，推算出迫使水流加速排出的空氣壓力（計器壓力）。
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【考點分析】 本題主要考點為控制體積的動量方程式（雷諾傳輸定理）應用，以及無黏性流體的一維伯努利方程式應用。 【理論/法規依據】
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