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20-1

아래 그림과 같이 세워서 설치한 원통형 탱크가 있다. 이 탱크의 내용적(m³)을 구하시오. (반지름 r = 5 m, 높이 l = 10 m)

r = 5 ml = 10 m

(1) 계산과정

(2) 답

해설

(1) V=πr2l=π×52×10=785.398V = \pi r^2 l = \pi \times 5^2 \times 10 = 785.398

(2) 785.40 m³


[해설]

탱크의 내용적은 모양에 따라 공식이 다르다. 세로로 세운 원통형 탱크와, 양 끝이 평평한 가로형 원통형 탱크는 모두 밑면적에 길이를 곱한 값으로 본다.

탱크 모양내용적 공식
종형 원통형(세워 놓은 것)V=πr2lV = \pi r^2 l
횡형 원통형(양 끝 평면)V=πr2lV = \pi r^2 l
횡형 원통형(양 끝 경판이 볼록)V=πr2(l+l1+l23)V = \pi r^2 \left(l + \dfrac{l_1 + l_2}{3}\right)

여기서 rr는 단면의 반지름, ll은 동체(원통부)의 길이, l1l_1·l2l_2는 양쪽 경판의 길이다. 이 문제는 세워 놓은 원통이므로 첫 번째 식을 그대로 쓴다.

V=π×52×10=250π=785.398785.40m3V = \pi \times 5^2 \times 10 = 250\pi = 785.398 \rightarrow 785.40\,\mathrm{m^3}

따라서 내용적은 785.40 m³이다. 답을 L로 요구하면 1m3=1,000L1\,\mathrm{m^3} = 1{,}000\,\mathrm{L}이므로 785,400 L가 되니, 문제가 어떤 단위를 물었는지 반드시 확인한다.

한편 탱크의 용량은 내용적과 다르다. 용량은 내용적에서 공간용적을 뺀 값이고, 공간용적은 보통 내용적의 5~10 %로 잡는다. 소화약제 방출구를 탱크 윗부분에 설치한 경우에는 그 방출구 아래 0.3 m 이상 1 m 미만 사이의 면부터 윗부분의 용적을 공간용적으로 본다.

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