29.피토관을 사용하여 일정 속도로 흐르고 있는 물의 유속(V)을 측정하기 위해, 그림과 같이 비중 S인 유체를 갖는 액주계를 설치하였다. S=2일 때 액주의 높이차이가 H=h가 되면, S=3일 때 액주의 높이 차(H)는 얼마가 되는가?

1

h/9

2

3

h/3

4

h/2정답

해설

피토관에 가해지는 힘은 일정하고, 이는 H사이를 채우는 물질과 물의 무게의 차와 같다. 다시말해 H를 채운 유체의 부력이 피토관에 가해지는 압력과 같다. 따라서, F = rho_1×g×h_1 - rho_0×g×h_1 (rho_1은 액주계를 채운 유체의 밀도, rho_0는 물의 밀도, H=h1) ... 1 비중 S = (rho/rho_0) 이므로 1을 rho_0으로 나누면 (rho_1/rho_0)×g×h_1 - 1×g×h_1 = (S_1 - 1)×g×h_1 = (S_2 ~ 1)×g×h_2 = 일정 S_1 = 2, S_2 = 3, h_1 = H 이므로 h_2 = H/2