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폭 1.5m, 높이 4m인 직사각형 평판이 수면과 40°의 각도로 경사… | [소방설비기사(기계) 필기] 16년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비기사(기계) 필기] 16년 2회차

폭 1.5m, 높이 4m인 직사각형 평판이 수면과 40°의 각도로 경사를 이루는 저수지의 물을 막고 있다. 평판의 밑변이 수면으로부터 3m 아래에 있다면, 물로 인하여 평판이 받는 힘은 몇 kN인가? (단, 대기압의 효과는 무시한다.)

1

101

2

88.2

3

202

4

44.1

해설

물로 인하여 평판이 받는 힘은 약 101 kN이다.

경사평판에 작용하는 전압력은 F=γhˉAF = \gamma \bar{h} A 로, hˉ\bar{h} 는 도심의 연직 깊이 이다.
밑변이 수면 아래 3 m 이고 평판 길이 4 m 가 40° 경사이므로 윗변 깊이는
3−4sin⁡40∘=3−2.57=0.433 - 4\sin 40^\circ = 3 - 2.57 = 0.43 m 이고,
도심 깊이는 hˉ=3+0.432=1.71\bar{h} = \dfrac{3 + 0.43}{2} = 1.71 m 이다.
면적 A=1.5×4=6A = 1.5 \times 4 = 6 m2m^2 이므로
F=9.8×1.71×6≈101F = 9.8 \times 1.71 \times 6 \approx 101 kN 이다.

도심 대신 밑변 깊이를 그대로 쓰면 202라는 값이 나오는데, 이는 오답 유형이다.

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