物理（流体）の問題解法と求め方について
- この記事では、物理（流体）の問題の解き方と求め方について解説します。
- 具体的な問題として、流量Q=0.1m^3/s、速度v=10m/sの噴流が曲面状の板にそって流入し、θ＝60°で流出する場合について考えます。
- また、板がｘ軸正方向に8m/sで運動する状況で、噴流が板に作用する力のX成分、Y成分および動力を求める方法についても解説します。
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物理（流体）
この問題の解き方を教えて下さい。よろしくお願いします。 下図で、流量Q=0.1m^3/s、速度v=10m/sの噴流が曲面状の板にそって流入し、 θ＝60°で流出する。 板がｘ軸正方向に8m/sで運動する時、噴流が板に作用する力 のX、Y成分および動力を求めよ。（損失は無視する） 流体の密度ρ=10^3とする 答え・・・F x = 20N、F y = 34.6N 動力L = 166W <解いたやり方> X成分：Fx = ρ* Q * (10 - 8) * (1 - cos60) = 100N Y成分：Fy= 0 - ρ* Q * (10 - 8) * (1 - sin60) = -26N 動力の求め方も分かりません
- tki-
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- 物理学
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流出角６０°は板に対する相対角度と思われますので，板に対する相対速度で考えます。板の速度をV=8m/sとしますと， 単位時間当たり流出量は， Q×(v - V)/v となり，板に対する流体の相対速度のx成分の減少は (v - V) (1 - cosθ) となります。 板が受ける力のx成分は，流体が単位時間当たりに失う運動量に等しいので， Fx = ρQ(v - V)/v×(v - V)(1 - cosθ) = ρQ(v - V)^2/v×(1 - cosθ) = 20 [N] を得ます。同様にして， Fy = -ρQ(v - V)^2/v×sinθ = -34.6 [N] となります。 「動力」の意味が釈然としませんが，板が流体から受ける仕事率の意味でよいなら， P = Fx V = 160 [W] となると思います。
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