정답: 3번

이 문제는 유체가 출구를 통해 방출될 때의 힘을 계산합니다. 

1. 유체의 초기 단면적은 \( A = \frac{\pi}{4}D^2 \)이고, 속도는 \( V \)입니다.

2. 출구 단면적은 \( A' = \frac{\pi}{4}\left(\frac{D}{2}\right)^2 = \frac{\pi}{16}D^2 \)입니다. 따라서 출구에서의 유속 \( V' \)는 연속 방정식에 의해 \( V' = \frac{A}{A'}V = 4V \)가 됩니다.

3. 모멘텀 변화로 인한 힘 \( F \)는 다음과 같습니다:
   \[
   F = \dot{m}(V' - V) = \rho AV(4V - V) = 3\rho AV^2
   \]

4. 따라서, 이음매에 작용하는 힘은 \( 3\rho V^2 A \)로, 3번 보기에 해당합니다.