سوال ۵۷ کنکور ارشد مهندسی مکانیک ۱۴۰۴

جریان آب با مشخصات داده‌شده در شکل زیر، به یک پره برخورد می‌کند. مقدار نیروی افقی وارد بر پره، توسط کدام مورد به‌درستی ارائه شده است؟ (شکل: جریان آزاد آب با سرعت $V$ و سطح مقطع $A$ از بالا سمت چپ و در راستایی که با محور افقی $x$ زاویه $\theta_1$ می‌سازد، رو به پایین و راست وارد می‌شود؛ پره‌ی خمیده (به شکل V) جریان را برمی‌گرداند و آب در راستایی که با افق زاویه $\theta_2$ می‌سازد، به سمت بالا و راست خارج می‌شود. مؤلفه‌های عکس‌العمل نگهدارنده پره با $F_x$ (افقی، در جهت $-x$) و $F_y$ (قائم، در جهت $+y$) نشان داده شده‌اند. جت در معرض هوای آزاد است، بنابراین سرعت خروجی برابر سرعت ورودی $V$ است و چگالی سیال $\rho$ می‌باشد.)