모두CBT

아래 그림과 같은 탱크에 물이 들어있다. 물이 탱크의 밑면에 가하는 힘은 약 몇 상세 페이지

1[소방설비기사(기계) 필기] 17년 1회차

아래 그림과 같은 탱크에 물이 들어있다. 물이 탱크의 밑면에 가하는 힘은 약 몇 NN인가?(단 물의 밀도는 10001000 [kg/m3^3], 중력가속도는 1010 [m/s2^2]로 가정하며 대기압은 무시한다. 또한 탱크의 폭은 전체가 11 [m]로 동일하다.)
ABD3m1m2m

1

80000

2

40000

3

20000

4

60000

해설

밑면에 작용하는 힘은 밑면에서의 압력에 밑면 넓이를 곱한 값이며, 압력은 좁은 기둥의 단면적과 무관하게 수면에서 밑면까지의 전체 수심으로 결정된다(정수역학 원리).
전체 수심은 위쪽 기둥 33 m와 아래 몸통 11 m를 합쳐 44 m이므로 밑면 압력은 P=ρgh=1000×10×4=40,000P=\rho g h=1000\times10\times4=40{,}000 Pa이다.
밑면 넓이는 폭 22 m × 깊이 11 m =2=2 m²이므로 힘은 F=P×A=40,000×2=80,000F=P\times A=40{,}000\times2=80{,}000 N이다. 따라서 ① 80000이 정답이다.