物理（流体）

質問

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

回答No.1

yokkun831 · ベストアンサー

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。

お礼

ご回答ありがとうございます！
間違えている箇所がわかり、解くことが出来ました。