해설 보기
정답H = v²/2g = 3²/(2×10) = 0.45 m
핵심 개념
피토관(Pitot tube)과 속도수두
피토관은 흐름을 정면으로 마주 보게 관을 꽂아 정체점을 만드는 유속 측정 장치입니다. 정체점에서는 유속이 0이 되므로 그 지점의 압력수두는 원래의 압력수두에 속도수두가 더해진 '전수두'가 됩니다. 반면 A 지점처럼 관 벽에 수직으로 세운 관(피에조미터)은 속도의 영향을 받지 않는 압력수두만 나타냅니다. 따라서 손실이 없다고 가정하면 두 관의 수면차 H는 곧 속도수두 v²/2g가 됩니다. 즉 H = v²/(2g)이며, 거꾸로 수면차를 재면 v = √(2gH)로 유속을 구할 수 있습니다.
선지별 해설
①H = 0.25 m라면 v = √(2×10×0.25) ≈ 2.24 m/s가 되어 주어진 유속 3 m/s와 맞지 않으므로 틀렸습니다.
②수면차는 속도수두와 같으므로 H = v²/(2g) = 3²/(2×10) = 9/20 = 0.45 m입니다. 정답입니다.
③0.65 m는 v = √(2×10×0.65) ≈ 3.61 m/s에 해당하는 값이라 문제 조건과 어긋납니다.
④0.85 m는 v ≈ 4.12 m/s일 때의 수면차로, 유속을 과대하게 잡은 결과이므로 틀렸습니다.
현행법 기준: 2026-07
해설 보기
정답E = 1.8 + 3.5²/(2×10) = 1.8 + 0.6125 ≈ 2.41 m
핵심 개념
개수로의 비에너지(specific energy)
비에너지는 수로 바닥을 기준면으로 삼았을 때 단위무게의 물이 갖는 에너지로, E = h + αv²/(2g)로 정의됩니다. 여기서 h는 수심, v는 평균유속이며 에너지보정계수 α는 별도 조건이 없으면 1.0으로 봅니다. 즉 '수심(압력수두) + 속도수두'이며, 위치수두는 바닥을 기준으로 삼았기 때문에 포함되지 않습니다. 이 문제처럼 수심과 유속이 직접 주어지면 수로 폭은 계산에 전혀 필요 없는 조건입니다. 유량을 따로 구할 필요 없이 두 항만 더하면 되므로, 폭 28 m는 함정용 조건입니다.