그림의 두 수문 A, B는 모두 반지름 1.2m인 사분원 곡면이고 폭은… | [소방설비기사(기계) 필기] 22년 4회차 기출문제 상세 페이지

굽은 면이 받는 힘의 연직 성분은 그 면에서 수면까지 이르는 액체 기둥의 무게로 잰다. 물이 실제로 차 있지 않은 자리라도 가상의 기둥으로 세면 되고, 이때 힘은 물이 놓인 반대쪽인 위로 향한다.
B 쪽 기둥의 단면은 한 변이 $R$ 인 정사각형에서 사분원을 도려낸
$\left(1-\dfrac{\pi}{4}\right)R^{2}=(1-0.7854)\times 1.2^{2}=0.309\,\text{m}^2$
이므로
$F_B=9.8\times 0.309\times 2=6.06$ kN
이다. 즉 수문 B를 밀어 올리는 힘은 6.06 kN이다.
사분원 쪽인 A 는 $9.8\times 1.131\times 2=22.17$ kN 이어서 둘을 견주면 $\pi:(4-\pi)$ 로 갈리고, 두 힘을 합치면 정사각형 기둥 전체 무게인 28.22 kN 이 되어 검산이 된다.