高考申論題
115年
[水利工程] 流體力學
第 三 題
三、水平方向管道中流動的空氣通過噴嘴後撞擊其正面垂直向的一個木板，如圖一所示。空氣流過管道與噴嘴的截面積分別為 A1=0.01 m2，A2=0.003 m2。若此平板需要以 12 N 的水平方向作用力（F）維持於原位置，說明與計算圖中管道上之壓力計的測壓（gage pressure）為何？假設此流場為不可壓縮流與可忽略摩擦作用力。空氣密度為 1.23 kg/m3。（20 分）
📝 此題為申論題
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本題為典型的「動量方程式」與「柏努利方程式」結合題型。解題分為三階段：
- 針對撞擊木板的水射流，建立控制體積使用動量方程式 (ΣF = ρQ(V_out - V_in))，由木板的反作用力 12N 推出噴嘴出口的流速 V2。
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【考點分析】 綜合測驗動量方程式（Momentum Equation）求射流衝擊力、連續方程式（Continuity Equation）求流速變化，以及柏努利方程式（Bernoulli's Equation）求管內壓力。 【理論/法規依據】
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