노즐의 분출속도를 구하기 위해 베르누이 방정식을 사용합니다. 수평관이므로 높이 차는 고려하지 않고, 손실도 무시합니다. 관 내에서의 압력과 속도 관계는 다음과 같습니다. 수식: \[ P_1 + \frac{1}{2}\rho v_1^2 = P_2 + \frac{1}{2}\rho v_2^2 \] 여기서, \(P_1\)은 관의 압력, \(v_1\)은 관에서의 유속, \(P_2\)는 노즐에서의 압력, \(v_2\)는 노즐에서의 유속입니다. 노즐의 압력은 대기압으로 고려하고, 관의 압력에서의 유속은 \(A_1 v_1 = A_2 v_2\)를 사용하여 \(v_1\)를 \(v_2\)로 나타낼 수 있습니다. 질량 보존 법칙에 따라, \[ A_1 v_1 = A_2 v_2 \] 여기서 각 면적은 \(A = \frac{\pi d^2}{4}\)로 주어집니다. 따라서, \[ v_1 = \left(\frac{d_2}{d_1}\right)^2 v_2 \] 압력 차를 고려하여 베르누이 방정식을 정리하면, \[ P_1 = \frac{1}{2}\rho (v_2^2 - v_1^2) \] 대입하여 풀면, \[ 0.49 \times 10^6 = \frac{1}{2} \times 1000 \times \left(v_2^2 - \left(\frac{1}{3}v_2\right)^2\right) \] 계산을 통해 \(v_2\)를 구하면, \[ v_2 = 25.5 \, \text{m/s} \] 따라서 정답은 보기 3입니다.