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그림에서 굽은 수문 AB의 반지름과 폭, 수면 높이는 그림에 적힌 대로… | [소방설비기사(기계) 필기] 24년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비기사(기계) 필기] 24년 1회차

그림에서 굽은 수문 AB의 반지름과 폭, 수면 높이는 그림에 적힌 대로다. 이 수문이 떠안는 힘의 수평 성분과, 그 힘이 지나가는 자리의 수면 아래 깊이를 옳게 묶은 것은? (물의 비중량은 9.8 kN/m39.8\,\text{kN/m}^3)
zyR=2m5mBA

1

117.6kN – 4.08m

2

235.2kN – 4.00m

3

235.2kN – 4.08m

4

294.0kN – 4.17m

해설

굽은 면의 수평 성분은 그 면을 연직면에 비춘 그림자에 걸리는 정수압으로 갈음한다. 그림자는 높이가 반지름과 같은 2 m, 폭이 3 m 이니 넓이는 6 m² 이고, 아래끝이 5 m 깊이에 놓이므로 도심은 5−1=45-1=4 m 자리다.

따라서 FH=γhcA=9.8×4×6=235.2F_H=\gamma h_c A=9.8\times 4\times 6=235.2 kN 이다.
압력은 깊이에 비례해 커지므로 합력선은 도심보다 조금 처진
yp=hc+IchcA=4+3×23/124×6=4.083y_p=h_c+\dfrac{I_c}{h_cA}=4+\dfrac{3\times 2^{3}/12}{4\times 6}=4.083 m 를 지난다.

도심을 5 m 로 잘못 잡으면 294 kN, 폭을 빠뜨리면 117.6 kN 이 되고, 합력선을 도심과 같은 4.00 m 로 두는 것도 잦은 잘못이다.

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