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1[소방설비기사(기계) 필기] 17년 1회차

그림과 같이 반지름이 0.8m이고 폭이 2m인 곡면 AB가 수문으로 이용된다. 물에 의한 힘의 수평성분의 크기는 약 몇 kN인가? (단, 수문의 폭은 2m이다.)
5m폭 : 2mABR=0.8m0.8m

1

90.2

2

72.1

3

95.4

4

84.7

해설

곡면에 작용하는 힘의 수평성분은 그 곡면을 연직면에 투영한 면적에 작용하는 정수압과 같다. 투영면은 높이가 반지름 R=0.8R=0.8 m, 폭 2 m이며, 그 도심 깊이는 곡면 상단(수면 아래 5−0.8=4.25-0.8=4.2 m)과 하단(5 m)의 중간인 hc=4.6h_c = 4.6 m이다.
FH=ρg hc A=1000×9.81×4.6×(0.8×2)F_H = \rho g\, h_c\, A = 1000 \times 9.81 \times 4.6 \times (0.8 \times 2)
따라서 FH≈72,200F_H \approx 72{,}200 N ≈72.1\approx 72.1 kN 으로 정답이다.

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