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출제 24-3/22-2

다음 그림과 같은 옥외탱크저장소(양쪽 끝이 볼록한 가로 원통형 탱크)에 위험물을 저장할 때, 탱크 용량의 최대값과 최소값을 각각 구하시오.

[조건] 단면은 타원형으로 긴 지름 a=2m, 짧은 지름 b=1.5m, 가운데 원통부 길이 L=3m, 양쪽 볼록부 길이 각 L1=0.3m
문제이미지
해설
최대: 7.16 m3
최소: 6.79 m3


[해설]

먼저 양쪽이 볼록한 가로형 타원 탱크의 내용적을 구한 뒤, 탱크 용량 = 내용적 − 공간용적이고 공간용적이 내용적의 5~10%이므로 용량은 내용적의 90~95% 구간이 된다.

장축 a=2m, 단축 b=1.5m, 원통부 l=3m, 볼록부 l₁=l₂=0.3m이므로
V=πab4(l+l1+l23)V=\dfrac{\pi ab}{4}\left(l+\dfrac{l_1+l_2}{3}\right)
=π×2×1.54×(3+0.3+0.33)7.54m3=\dfrac{\pi\times2\times1.5}{4}\times\left(3+\dfrac{0.3+0.3}{3}\right)\approx7.54\,\mathrm{m^3}

공간용적을 5%만 잡을 때가 최대이므로 내용적의 95%7.54×0.957.16m37.54\times0.95\approx7.16\,\mathrm{m^3}, 10%를 잡을 때가 최소이므로 내용적의 90%7.54×0.906.79m37.54\times0.90\approx6.79\,\mathrm{m^3}이다.

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