سوال ۵۶ کنکور ارشد مهندسی مکانیک ۱۴۰۵

جتی از یک سیال نیوتنی و تراکم‌ناپذیر با سرعت $V_j$ و سطح مقطع $A_j$ به داخل مخروطی توخالی با نیم زاویه رأس $\theta$ برخورد می‌کند. برای اینکه مخروط را ثابت نگه داریم، باید به آن نیروی $F = \tfrac{3}{2}\rho A_j V_j^{2}$ وارد کنیم. زاویه مخروط چند درجه است؟ (جت در راستای محور مخروط وارد می‌شود و سیال در امتداد سطح داخلی مخروط منحرف شده و خارج می‌گردد؛ از اصطکاک و وزن صرف‌نظر شود، لذا تندی سیال ثابت می‌ماند.)