그림과 같은 1/4원형의 수문(水門) AB가 받는 수평성분 힘(FH)과 수직성분 힘( 상세 페이지

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1[소방설비기사(기계) 필기] 23년 2회차

그림과 같은 1/4원형의 수문(水門) AB가 받는 수평성분 힘(FH)과 수직성분 힘(FV)은 각각 약 몇 kN인가? (단, 수문의 반지름은 2m 이고, 폭은 3m이다.)

 $F_H=58.8,\ F_V=46.2$

 $F_H=24.4,\ F_V=92.4$

 $F_H=58.8,\ F_V=92.4$

 $F_H=24.4,\ F_V=46.2$

해설

수평분력은 곡면을 연직면에 투영한 면적에 작용하는 힘이므로  $F_H=\gamma\bar{h}A=9.8\times1\times(2\times3)=58.8$  kN이다(투영면은 높이 2m·폭 3m, 도심깊이 1m).
수직분력은 곡면 위(연직방향)에 놓인 가상 수체의 무게이므로 1/4원 단면적  $\dfrac{\pi r^2}{4}=\dfrac{\pi\times2^2}{4}=3.14$  ㎡에 폭 3m를 곱한 체적  $9.42$  ㎥를 써서  $F_V=9.8\times9.42=92.4$  kN이다.
따라서 ③  $F_H=58.8,\ F_V=92.4$ 가 정답이다.

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