物理学

質問

解き方、考え方、過程も教えて下さい。
図に示すスプリンクラーは毎分20リットルの
水を噴出する。直径d=10mmのノズルは水平に対して15°
傾いているものとする。この回転を止めるのに必要なトルクを求めよ。
答え・・・0.296Nm
まず、何を求めて、どのように解いていくかが分かりません。

回答No.1

foomufoomu · ベストアンサー

回転の中心からノズルに垂直な距離
L=R*sinθ=500*0.866=433mm =0.433m

1ノズルあたり毎秒放出される水の質量
m=20/2/60=0.167リットル → 0.167kg

ノズルの断面積
A=π*5^2=78.5mm2 =0.0000785m2

放出される水の速さ
v=0.000167/.0000785=2.12 m/s

水の推力(1ノズルあたり)
F=m*v=0.167*2.12=0.353 N

ただし水平面に対してα=15°傾いているので
F'=F*cosα=0.353*0.966=0.341 N

水推力によるトルク(2ノズル)
T=2*F'*L=0.295 Nm

摩擦が無ければ、これと同じ力(トルク)で止めることができる。

お礼

ご回答ありがとうございます。
難しい問題ですが理解できました。
ありがとうございます！！