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23-3아래 그림과 같이 양쪽 끝이 볼록한 횡형 원통형 위험물 저장탱크… | 2023년 위험물기능사실기(필답형) 3회차 기출문제 상세 페이지

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23-3

아래 그림과 같이 양쪽 끝이 볼록한 횡형 원통형 위험물 저장탱크가 있다. 이 탱크의 내용적은 몇 m3\mathrm{m^3} 인지 구하시오.

(단, r=1mr = 1\,\mathrm{m}, l1=0.4ml_1 = 0.4\,\mathrm{m}, l2=0.5ml_2 = 0.5\,\mathrm{m}, l=5ml = 5\,\mathrm{m} 이고 π\pi 는 3.14로 계산한다.)

rl1ll2

해설

16.64m316.64\,\mathrm{m^3}


[해설]

양쪽 끝이 볼록하게 튀어나온 횡형 원통형 탱크의 내용적은, 가운데 동체의 부피에 양쪽 경판이 만드는 부피를 더해 다음 식으로 구한다.

V=πr2(l+l1+l23)V = \pi r^2 \left( l + \dfrac{l_1 + l_2}{3} \right)

여기서 rr 은 원형 단면의 반지름, ll 은 동체의 길이, l1l_1·l2l_2 는 양쪽 경판이 튀어나온 길이다. 경판 부분을 그대로 더하지 않고 3으로 나누는 것은, 볼록한 부분의 부피가 같은 길이의 원기둥보다 작기 때문이다.

주어진 값을 대입하면

V=3.14×12×(5+0.4+0.53)V = 3.14 \times 1^2 \times \left( 5 + \dfrac{0.4 + 0.5}{3} \right)

V=3.14×(5+0.3)=3.14×5.3=16.64m3V = 3.14 \times (5 + 0.3) = 3.14 \times 5.3 = \mathbf{16.64}\,\mathbf{\mathrm{m^3}}

참고로 양쪽 끝이 평평한 횡형 탱크라면 V=πr2lV = \pi r^2 l 로 끝나고, 세로로 세운 원통형 탱크도 V=πr2lV = \pi r^2 l 을 쓴다. 또 탱크의 용량을 물으면 내용적에서 공간용적(일반적으로 내용적의 5 ~ 10 %)을 뺀 값을 답해야 하므로, 발문이 내용적을 묻는지 용량을 묻는지 반드시 확인해야 한다.

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