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37.

배관 속에 흐르는 유체의 마찰저항에 관한 설명으로 옳은 것은?

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① 배관의 내경이 커질수록 작아진다.

② 유체의 밀도가 커질수록 작아진다.

③ 유체의 속도가 커질수록 작아진다.

④ 배관의 길이가 길어질수록 작아진다.

⑤ 배관의 마찰손실계수가 커질수록 작아진다.

핵심 해설

정답은 ①이다. 달시-바이스바흐(Darcy-Weisbach) 식에 따라 마찰저항(손실수두)은 관의 내경에 반비례한다.

선지별 해설

마찰저항 식: $h = f \cdot \frac{L}{D} \cdot \frac{v^2}{2g}$
$h$: 마찰손실수두, $f$: 마찰손실계수, $L$: 관의 길이, $D$: 관의 내경, $v$: 유속
① [O] 식에서 $D$가 분모에 있으므로 내경이 커지면 저항은 작아진다.
② [X] 밀도가 커지면 마찰저항도 커진다.
③ [X] 저항은 속도의 제곱($v^2$)에 비례하여 커진다.
④ [X] 저항은 배관의 길이($L$)에 비례하여 커진다.
⑤ [X] 저항은 마찰손실계수($f$)에 비례하여 커진다.

핵심 정리

마찰저항 비례 요소: 관 길이, 유속의 제곱, 마찰손실계수
마찰저항 반비례 요소: 관 내경

최종 결론

관의 내경과 저항의 관계를 올바르게 설명한 ①이 정답이다.

AI로 작성된 해설입니다.

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