모두CBT

그림의 네모난 수문은 위쪽 A에 힌지로 물려 있고, 아래쪽 B를 문 면… | [소방설비기사(기계) 필기] 25년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비기사(기계) 필기] 25년 3회차

그림의 네모난 수문은 위쪽 A에 힌지로 물려 있고, 아래쪽 B를 문 면과 직각으로 눌러 열리지 않게 붙잡아 두었다. 이때 힌지 A가 떠받치는 반력의 크기는 몇 kN인가? (물의 비중량은 9.8 kN/m39.8\,\text{kN/m}^3)
3m4m1mAB

1

88.2kN

2

137.2kN

3

176.4kN

4

215.6kN

해설

문 전체가 떠안는 힘은
F=γhcA=9.8×3×12=352.8F=\gamma h_c A=9.8\times 3\times 12=352.8 kN 이고, 그 합력선은 도심보다 아래로 처져
yp=3+3×43/123×12=3.444y_p=3+\dfrac{3\times 4^{3}/12}{3\times 12}=3.444 m 깊이를 지난다.

힌지는 깊이 1 m 자리에 있으므로 합력선까지는 2.444 m, 아래쪽 B 까지는 4 m 다. B 를 축으로 삼아 돌림힘을 맞추면
RA×4=352.8×(4−2.444)R_A\times 4=352.8\times (4-2.444) 에서
RA=137.2R_A=137.2 kN 이 나온다.

두 지지점이 나눠 받는 힘을 더하면 137.2+215.6=352.8137.2+215.6=352.8 kN 으로 전압력과 맞아떨어져 검산이 된다. 합력선을 도심 자리(깊이 3 m)로 잘못 잡으면 양쪽이 176.4 kN 으로 같아지고, 4 m 깊이에 놓으면 88.2 kN 이 된다.

내용에 오류가 있거나 최신 법령·기준과 다른 부분이 보이면 알려주세요. 확인 후 반영하겠습니다.