سوال ۵۷ کنکور ارشد مهندسی مکانیک ۱۴۰۳

محفظه‌ای به شکل نیم‌استوانه بر روی زمین قرار گرفته است. فشار داخل آن $p_o$ است. بادی با سرعت $U$ از دوردست که فشار $p_o$ است، می‌وزد. در چه زاویه $(\theta)$ اگر سوراخی روی نیم‌سیلندر ایجاد کنیم، هوا به داخل نیم‌سیلندر وارد یا خارج نمی‌شود؟ (جریان هوا بدون لزجت و غیرچرخشی فرض شده است و ضریب فشار بر روی سطح استوانه از رابطهٔ $C_p=۱-۴\sin^۲\theta$ قابل محاسبه است.) در شکل، $\theta$ زاویهٔ شعاع محل سوراخ با امتداد افقی مثبت است و باد از چپ به راست می‌وزد.