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1[7급 국가직 전달현상] 21년 1회차

반지름이 50 cm인 구형 모양의 물체가 물속에 완전히 잠겨 있을 때, 이 물체에 작용하는 부력[N]은? (단, 물속에 잠긴 물체의 부피는 일정하며, 물의 밀도는 1,000 kg m^-3, 중력가속도는 10 m s^-2이다)

 $\dfrac{2,500}{3}\pi$

 $\dfrac{5,000}{3}\pi$

 $2,500\pi$

 $\dfrac{10,000}{3}\pi$

해설

물체에 작용하는 부력은  $\dfrac{5,000}{3}\pi\ \mathrm{N}$ 이다.
아르키메데스 원리: 부력 = 물체가 밀어낸 물의 무게,  $F_B = \rho g V$ 
부피:  $V = \dfrac{4}{3}\pi r^3 = \dfrac{4}{3}\pi (0.5)^3 = \dfrac{\pi}{6}\ \mathrm{m^3}$ 
부력:  $F_B = 1000\times10\times\dfrac{\pi}{6} = \dfrac{5,000}{3}\pi\ \mathrm{N}$ 
반지름을 m 단위(0.5 m)로 바꿔 세제곱하는 것이 핵심이다.

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