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年公務人員特種考試身心障礙人員考試試題
代號：31150
等 別： 三等考試
類 科： 機械工程
科 目： 流體力學
考試時間： 2小時 座號：
※注意：
可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
（請接背面）
全一張
（
正面
）
本試題參考數據：水之密度ρ＝1000 kg/m3，重力加速度g＝9.81 m/s2。
一、解釋名詞：
非均勻流（Non-uniform flow）、
不可壓縮流體（Incompressible
flow）。（10 分）
二、請定義流體力學中的兩項無因次參數，並對其數值之物理意義加以解釋：
福祿數（Froude number）（8分）
馬赫數（Mach number）（7分）
可使用符號如下：U為流速，μ為動力黏滯係數，ν為運動黏滯係數，L為（特性）長
度，g為重力加速度，C為音速，Ev為流體的容積模數，ρ為流體密度，σ為表面張力
。
三、請計算圖(一)所示中空涵管斷面的水力半徑 R（Hydraulic radius）。空白部分為流體，
正方形每邊的尺寸 S＝50 公尺，圓的直徑為 d＝20 公尺。
公式提示：R＝（2面積/潤濕周界）（15 分）
圖(一)
d
S
S
四、如圖(二)圓形柱體直徑為 1.6 公尺，長度為 6公尺（垂直於紙面），分隔兩側水深各
為右側h1＝1.6 公尺與左側h2＝0.8 公尺，試求此圓形柱體所承受之水平力與垂直力
各為多少牛頓（Newton）？請說明力之方向為何？（20 分）
圖(二)
h1
h2
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年公務人員特種考試身心障礙人員考試試題
代號：31150
等 別： 三等考試
類 科： 機械工程
科 目： 流體力學
全一張
（
背面
）
五、若有一水柱要越過高h2＝3公尺高牆，其噴水口離地表h1＝1公尺，且θ＝45º，如圖
(三)所示，假設在理想流的情況下，請求出在噴水口水柱噴水之最小流速V？水平距
離L（噴水口至高牆）為多少公尺？（20 分）
圖(三)
h1
V
θ
h2
L
六、如圖(四)裝滿水之長方體水箱，其尺寸為長L＝6公尺、高H＝3.5 公尺、寬（垂直於
紙面）1.5 公尺，若施一水平方向之等加速度ax＝3.92 公尺/秒2，試求水箱溢出的水
重量為多少牛頓（Newton）？（20 分）
圖(四)
等
加速度
ax
H
L