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103年公務人員特種考試警察人員考試
103年公務人員特種考試一般警察人員考試
103年特種考試交通事業鐵路人員考試試題
代號：70830
等 別：高員三級鐵路人員考試
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
）
一、有一圓桶，內盛水，水位高 5 m，若在圓桶底側開一圓孔排水。試估算水位下降至
2.5 m 時所需之時間。（圓桶直徑 D
1
=1.0 m，排水圓孔直徑 D
2
=0.02 m，重力加速度
g=9.8 m/s
2
）（20 分）
二、一Ｕ型連通管，右臂盛水，左臂盛某液體。若以右臂 15 cm，左臂 5 cm 處為轉軸，
旋轉至 50 rpm 時，兩臂的液面同高：h=10 cm。試估算左臂液體的密度。（水密
度﹕1000 kg/m
3
）（20 分）
三、有一水流自固定噴嘴中等速噴出，衝擊一滑車背板。若忽略滑車與地面的摩擦力。
設滑車從靜止狀態開始滑行。試估算滑車於時間 t =0.5 s 時的速度。
（水密度：1000 kg/m
3
；水噴流速度：V
j
=10 m/s；噴嘴截面積：0.02 m
2
；
滑車質量：M
c
=50 kg）（20 分）
5m Water
Water jet
N
ozzle
Flui
d
Wate
r
R
1
=5 cm R
2
=15 cm
h=10 cm
r
103年公務人員特種考試警察人員考試
103年公務人員特種考試一般警察人員考試
103年特種考試交通事業鐵路人員考試試題
代號：70830
等 別：高員三級鐵路人員考試
類 科：機械工程
科 目：流體力學
全一張
（
背面
）
四、汽車在公路上以等速行駛時，若空氣阻力 F
D
，與汽車
的車速 V、汽車的特徵尺度 L、空氣的密度 ρ、空氣的
黏性係數 μ等各參數有關。
即F
D
=f(V,L,ρ,μ)
今將此汽車的 1/5 縮尺模型，置於水洞中進行模型
試驗。若要與實體車速 V=90 km/hr 時動力相似，試
估算水洞試驗時之水流速。（10 分）
若在該流速試驗時，測得水洞中的模型的阻力為
200 N，試估算實體汽車在 90 km/hr 行駛時的空氣阻
力。（10 分）
令：
3
air
m/kg2.1=ρ
；
)sm/(kg1085.1
5
air
⋅×=μ
−
33
water
m/kg100.1 ×=ρ ；)sm/(kg100.1
3
water
⋅×=μ
−
五、圓管中，發展完全的層流流速分布可表示為： )
R
r
1(V2)r(u
2
2
avg
−= 。其中
u
為流速；
V
avg
為管流平均流速；
r
為徑向座標；
R
為圓管半徑。
若今有一圓管，管長為
L
；兩端的壓力差為
∆P
；直徑為
D
。則此段管流的流量ࣰ；
可表示為
Poiseuille
方程式：ࣰ
=A
∆P π D
4
μ L
；其中
μ
為黏性係數。
A
為常數。試推導該
方程式，並決定常數
A
之值。（
20
分）
（ ）
ΔP
L
L
1
V
avg
2
D
μm’ ρm
μp’ ρp
L
P
L
m
V
m
V
p
Prototype car
Model car